DE19538387A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-KleinkläranlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Vorrichtung zur Umrüstung von Mehrkammer-
Kleinkläranlagen.
In der Literatur sind eine Reihe von Verfahren zur Reinigung von Hausabwässern bzw.
kleinerer Abwassermengen bekannt. Neben den noch häufig eingesetzten 3-Kammer-
Ausfaulgruben werden auch Mehrkammersysteme beschrieben, die mit Vorklärbecken,
Festbettreaktor und Nachklärbecken arbeiten. Hierbei ist z. B. ein Rundbauwerk in 4 Becken
unterteilt, welches die Funktionen Vorklärbecken, schwimmender Festbettreaktor,
Belüftungsbecken und Nachklärbecken beinhaltet. Dem Vorklärbecken wird hierbei das zu
reinigende Abwasser über einen Zulauf zugeführt, wobei im Vorklärbecken die erste
Absetzung von groben Verunreinigungen erfolgt. Mittels eines Überlaufes gelangt das
vorgeklärte Abwasser in das Becken 2, in welchem sich ein Festbettreaktor befindet, der aus
schwimmfähigem Material besteht. Diese Füllmaterialien dienen zur Fixierung anaerober
Mikroorganismen, so daß hier das von unten nach oben strömende Wasser weiter gereinigt
wird.
Der obere Teil dieses Festbettreaktors enthält gewöhnlich ein gelochtes Rohr, über welches das
Abwasser in das Belüftungsbecken strömen kann. Hier wird in bekannter Weise nach dem
Belebtschlammverfahren gehandelt. Das hier weiter gereinigte Abwasser geht nun über ein
Überlaufsystem in das Nachklärbecken, welchem es mittels einer weiteren Überlaufrinne
entnommen werden kann. Das Verfahren ist durch einen relativ hohen Energieverbrauch sowie
einen unkontrollierten Durchfluß des zu reinigenden Mediums gekennzeichnet. Ausreichendes
Puffervolumen für mögliche Großmengen bzw. Störfälle steht ebenfalls nicht zur Verfügung.
Bei einer weiteren Variante von bekannten Reinigungsverfahren wird als Fließbett-Material
Sand verwendet. Der im Regelfall benutzte Quarzsand hat ein recht hohes spezifisches Gewicht
und benötigt dadurch viel Energie, um für das Funktionieren des Systems in der Schwebe
gehalten zu werden. Darüber hinaus ist die Oberfläche der Sandteilchen glatt und geschlossen,
welches den Aufwuchs und die Fixierung von Mikroorganismen erschwert.
Auch die bisher vorwiegend benutzten 3-Kammer-Ausfaulgruben reinigen die Abwässer nach
einem anaeroben Verfahren, dessen Reinigungsleistung - nach den heutigen Anforderungen -
nicht mehr ausreicht. Diese Systeme arbeiten nach einem zulaufabhängigen, ungesteuerten
Durchflußverfahren, wobei die zur exakten Durchführung des Reinigungsverfahrens
notwendige definierte Verweil- und Behandlungszeit nicht sichergestellt werden kann. Bei
dieser Lösung ist es deshalb nicht auszuschließen, daß durch das ausgetragene, versickernde,
unzureichend gereinigte Abwasser Umweltschäden verursacht werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Zwangsverbindung der Kammern
aufzuheben und durch Realisierung eines Batchverfahrens und zusätzlich im aeroben Bereich
arbeitenden einen in seinen Verfahrensparametern und Ergebnissen kontrollierten und
kontrollierbaren Prozeß zu realisieren, der undefinierten Durchfluß und damit Entstehung
unzureichend gereinigter Abwässer mit Sicherheit verhindert sowie zur Beschleunigung des
Verfahrens beiträgt. Gleichzeitig soll zur Verbesserung von Funktion und Störsicherheit der
Einbau beweglicher Teile sowie die Nutzung von stromführenden Kabeln und Pumpen
vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die in den umzurüstenden
Mehrkammer-Systemen vorhandenen Verbindungs- und Überlauföffnungen verschlossen
werden, wobei das zu reinigende Abwasser chargenweise und geregelt von Kammer zu
Kammer durch pneumatische Pumpen transportiert wird.
In diversen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung werden z. B. die Lufteinspeisungs
leitungen aus einer zentralen Steuereinheit mit Druckluft versorgt, wobei die Steuerung sowohl
zeit- als auch füllstandsabhängig über eine programmierbare Steuerung erfolgt. Bei einer zu
geringen Abwassermenge in der Vorklärkammer verbleiben die nachfolgenden Kammern im
jeweiligen Prozeßschritt und die Anlage schaltet von zeitgesteuerter auf zulaufgesteuerte
Regelung um. Weitere erfindungsgemäße Varianten, wie z. B. das belüftete Festbett mit
ausschließlich aeroben Biomassen, werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens stellt sich wie folgt dar:
Das Abwasser gelangt durch die bereits vorhandenen, bauseits installierten Rohre in die
Vorklärkammer (5). Hier werden die groben Inhaltsstoffe abgeschieden und unterliegen wie in
bekannten Verfahren einem Faulprozeß.
Der ausgefallene Faulschlamm wird, entsprechend den örtlichen Vorschriften, in regelmäßigen
Abständen entsorgt. Das vorgeklärte Abwasser gelangt nun, wenn eine bestimmte Menge
angefallen ist, über den Druckluftheber (11) in die Kammer mit belüftetem Festbett (6). Hier
werden die Inhaltsstoffe von den auf dem Festbett (16) siedelnden Mikroorganismen abgebaut.
Dazu wird das Becken belüftet, damit ein aerobes Milieu sichergestellt wird. Nach einer
vorgegebenen Zeitspanne, in der der Abbau der enthaltenen organischen Schmutzfracht
sichergestellt ist, wird das Abwasser in die Nachklärkammer (7) über den Druckluftheber (12)
gepumpt. Hier findet eine Nachklärung eventuell mitgerissener Schlammteilchen statt und es
stellt sich aufgrund der Sauerstoffzehrung wieder ein anaerobes Milieu ein, welches die
Voraussetzung für eine Denitrifikation ist.
Ist inzwischen in der Vorklärkammer (5) genügend Abwasser für die nächste Charge
vorhanden, wird die Nachklärkammer (7) mittels des Drucklufthebers (10) partiell entleert und
das gleiche Volumen aus der Kammer mit belüftetem Festbett (6) nachgefüllt. Sodann kann aus
der Vorklärkammer (5) ein entsprechendes Volumen in die Kammer mit belüftetem Festbett
(6) umgepumpt werden und der Reinigungsprozeß beginnt von neuem.
Sollte jedoch nicht genügend Abwasser in der Vorklärkammer (5) vorhanden sein, verbleiben
die Becken im jeweiligen Prozeßschritt, bis genügend Abwasser zugelaufen ist. Somit wechselt
die Steuerung je nach Zulauf zur Anlage von einer zeitgesteuerten auf eine zulaufgesteuerte
Regelung.
Um Zulaufschwankungen auszugleichen, verfügt die Vorklärkammer (5) über ein von der
Anlagengröße abhängiges erhebliches Puffervolumen (18, 19), damit die vorgegebene
Mindestbehandlungszeit für eine Charge immer gewährleistet bleibt.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Mehrkammer-Kleinkläranlage im vertikalen Schnitt,
Fig. 2 Horizontaler Schnitt durch Mehrkammer-Kleinkläranlage,
Fig. 3 Druckluftheber.
Der in Fig. 3 dargestellte Druckluftheber besitzt eine Ansaugöffnung (4), welche unterhalb der
sogenannten Schwimmschlammschicht, jedoch oberhalb des Bodensatzes - in der Klarzone des
zu reinigenden Wassers - ansaugt. Zur Förderung werden grobblasige Luftperlen (3) benötigt,
welche über die Lufteinspeisungsleitung (2) am unteren Ende des Drucklufthebers eingeführt
werden. Das Hebersteigrohr (1) sollte zur Sicherstellung der notwendigen Förderleistung eine
Länge von ca. 1,5 m besitzen.
In Fig. 2 ist der Zulauf (9) in die Vorklärkammer (5) dargestellt. Über den Druckluftheber (11)
erfolgt der Transport des Abwassers chargenweise in die Kammer mit belüftetem Festbett (6).
Beide Kammern sind getrennt durch die Zwischenwand (14) und werden umfaßt von der
Reaktorwandung (13). Innerhalb der Kammer mit belüftetem Festbett (6) ist das untere
Belüftungssystem für das Festbett (17) sowie das Festbett (16) zur Fixierung der
Mikroorganismen dargestellt.
Die Kammer mit belüftetem Festbett (6) ist über die Zwischenwand (15) zur Nachklärkammer
(7) abgeschottet. Mittels des Drucklufthebers (10) wird das saubere Abwasser über den Ablauf
(8) in die vorgegebenen Sickernetze abgeleitet.
In Fig. 1 ist die geschlossene Mehrkammer-Kleinkläranlage im Schnitt dargestellt. Die
Funktionen des Zulaufs (9), des Ablaufs (8) sowie der Druckluftheber (10, 11, 12) wurden
bereits in Fig. 2 näher beschrieben. Die Chargenmenge wird durch den Maximalpegel (18)
sowie den Minimalpegel (19) festgelegt.
Bezugszeichenliste
1 Heber-Steigrohr
2 Lufteinspeisung
3 Grobblasige Luftperlen
4 Ansaugöffnung
5 Vorklärkammer
6 Kammer mit belüftetem Festbett
7 Nachklärkammer
8 Ablauf
9 Zulauf
10 Druckluftheber 3
11 Druckluftheber 1
12 Druckluftheber 2
13 Reaktorwandung
14 Zwischenwand Vorklärkammer
15 Zwischenwand Nachklärkammer
16 Festbett
17 Belüftungssystem für Festbett
18 Maximalpegel
19 Minimalpegel
2 Lufteinspeisung
3 Grobblasige Luftperlen
4 Ansaugöffnung
5 Vorklärkammer
6 Kammer mit belüftetem Festbett
7 Nachklärkammer
8 Ablauf
9 Zulauf
10 Druckluftheber 3
11 Druckluftheber 1
12 Druckluftheber 2
13 Reaktorwandung
14 Zwischenwand Vorklärkammer
15 Zwischenwand Nachklärkammer
16 Festbett
17 Belüftungssystem für Festbett
18 Maximalpegel
19 Minimalpegel
Claims (16)
1. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in den umzurüstenden Mehrkammersystemen vorhandenen Verbindungs- und
Überlauföffnungen verschlossen werden, wobei das zu reinigende Abwasser
chargenweise und geregelt von Kammer zu Kammer (5, 6, 7) durch pneumatische
Pumpen (10, 11, 12) transportiert wird.
2. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lufteinspeisungsleitungen (2) aus einer zentralen Steuereinheit mit Druckluft
versorgt werden, wobei die Steuerung sowohl zeit- als auch füllstandsabhängig über
eine programmierbare Steuerung (SPS) erfolgt.
3. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei zu geringen Abwassermengen in der Vorklärkammer (5) die nachfolgenden
Kammern (6, 7) im jeweiligen Prozeßschritt verbleiben und die Anlage von
zeitgesteuerter auf zulaufgesteuerte Regelung umschaltet.
4. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
den Ansprüchen 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die 2. Kammer (6) ein von unten belüftetes Festbett (16, 17) zur Fixierung der
Mikroorganismen eingebaut wird.
5. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
den Ansprüchen 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kammer mit belüftetem Festbett (6) ausschließlich aerobe Biomassen
eingesetzt werden.
6. Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckluftheber (10, 11, 12) aus Kunststoffrohr bestehen.
7. Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckluftheber (10, 11, 12) einen Rohrdurchmesser von ca. 3 cm und eine
Länge von ca. 1,5 m besitzen.
8. Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckluftheber (10, 11, 12) mit am unteren Ende angebrachten
Lufteinspeisungsleitungen (2) versehen sind.
9. Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lufteinspeisungsleitungen (2) einen maximalen Durchmesser von 1 cm
besitzen.
10. Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mehrkammer-Kleinkläranlage 3 Kammern besitzt mit einem
Volumenverhältnis von ½ : ¼ : ¼ (5, 6, 7), wobei sich der relative Volumenwert ½
auf die Vorklärkammer (5) zur Sicherstellung eines ausreichend großen
Puffervolumens bezieht.
11. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Chargenbetrieb gearbeitet wird.
12. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1-11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorhandenen Verbindungsöffnungen zwischen den einzelnen Kammern
verschlossen werden und die Kleinkläranlage in 3 voneinander völlig unabhängige
Becken aufgeteilt wird.
13. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1-12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Transport des Abwassers von Becken zu Becken (5, 6, 7) ausschließlich durch
die Druckluftheber (10, 11, 12) erfolgt.
14. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1-13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckluftheber (10, 11, 12) mit handelsüblichen Befestigungsclipsen an der
Reaktorwandung (13) und/oder den Zwischenwänden (14, 15) befestigt werden.
15. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1-14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zu reinigende Abwasser in der Nachklärkammer (7) geklärt und/oder einer
Denitrifikation unterworfen wird und mittels des Drucklufthebers (10) in vorhandene
Sickernetze geführt wird.
16. Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1-15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Denitrifikation in der Nachklärkammer (7) vorzugsweise aufgrund der
Sauerstoffzehrung über ein anaerobes Milieu erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995138387 DE19538387A1 (de) | 1995-10-14 | 1995-10-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995138387 DE19538387A1 (de) | 1995-10-14 | 1995-10-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19538387A1 true DE19538387A1 (de) | 1997-04-24 |
Family
ID=7774924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1995138387 Withdrawn DE19538387A1 (de) | 1995-10-14 | 1995-10-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Umrüstung einer Mehrkammer-Kleinkläranlage |
Country Status (1)
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