DE2455929C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abwasserreinigungs­ verfahren, bei dem Abwasser in einer mechanischen Stufe vorbehandelt sowie durch eine Nachklärung und Schlammauf­ bereitung in mit Schilf bepflanzten Filterbeeten nachbe­ handelt wird, wobei die Filterbeete intervallartig mit dem vorbehandelten Abwasser beaufschlagt und einer Austrocknung überlassen werden.

Aus DE-OS 21 63 283 ist ein Verfahren dieser Art zur Behandlung von Abwasser bekannt, bei dem zuerst in einer ersten Stufe grobe Schwebstoffe und spezifisch leichteres Material abgtrennt werden und das Abwasser anschließend in einem Filterbeet filtriert und anschließend durch ein Eliminationsbeet geleitet wird. Die verwendeten Filter­ beete bestehen aus wenigstens zwei Schichten, wobei die oberste Schicht die geringste Körnung aufweist. Bevor­ zugt wird im Rahmen dieses Verfahrens ein Filterbeetauf­ bau angewendet, vor welchem ein Oberschicht aus körni­ gem Material einer Körnung von 0,5 bis 5 mm, eine darunterliegende zweite Schicht einer Körnung von 8 bis 16 mm, unter dieser eine dritte Schicht einer Körnung von 16 bis 32 mm und schließlich eine vierte Bodenschicht mit einer Körnung von 32 bis 64 mm vorgesehen sind. Unter der letzten Schicht befindet sich eine Drainage zur Ableitung des nach Durchlaufen des Filterbeetes austretenden Abwassers.

Aufgabe der Erfindung war es nun, dieses bekannte Verfahren zu verbessern und das aus der mechanischen Vorreinigung stammende Abwasser für eine weitergehende Nachklärung und Schlammaufbereitung mit Filterbeeten besser vorzubereiten.

Diese Aufgabe wird gelöst dadurch, daß das Abwasser nach der mechanichen Stufe noch durch eine Belüftungsstufe vorbehandelt wird und daß das Beaufschlagungsintervall 0,5 bis 2 Tage und das Austrocknungsintervall das 8- bis 12fache davon dauert.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren beginnt die Reinigung des Abwassers mit der üblichen mechanischen Vorreinigung. Gewöhnlich wird ein Rechen zum Abtrennen von Grobstoffen und ein Sandfang zur Abscheidung von groben minerali­ schen Sinkstoffen vorgesehen. Ein Vorklärbecken ist in der Regel nicht erforderlich, da die spezielle Ausbil­ dung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine vollständige Abscheidung aller Schwebstoffe sicherstellt auch ohne Vorklärbecken.

Auch die biologische Abwasserreinigung wird in üblicher Weise durchgeführt. Dabei werden gelöste Verunreinigun­ gen von einer Mikroorganismenflora als Nährsubstrat verarbeitet, so daß die gelösten Verunreinigungen in feste, im Wasser suspendierte Form überführt werden und als Schlamm auftreten. Verwendet werden üblicherweise Belebungsbecken in quadratischer, rechteckiger oder runder Form mit oder ohne Zwangsbelüftung. Erfindungsge­ mäß wird mindestens ein Belebungsbecken verwendet, bei hochbelasteten Abwässern, insbesondere Industrieabwäs­ sern wie z. B. Konservenfabriken, wird wenigstens ein zweites Belebungsbecken nachgeschaltet. Bei Einsatz von zwei hintereinandergeschalteten Belebungsbecken sollte die Anlage so ausgelegt sein, daß im ersten Becken 90% der organischen Belastung abgebaut werden und der Restabbau im zweiten Belebungsbecken erfolgt. Anstelle von Belebungsbecken können auch Tropfkörper in offener oder geschlossener Form eingesetzt werden, wobei die Zahl und Ausbildung der Tropfkörper den üblichen Regeln zu folgen hat.

Das Abwasser der biologischen Abwasserbereinigung wird nicht wie bei bekannten Verfahren einem Nachklärbecken zugeleitet, um die Schlammabtrennung vorzunehmen, sondern direkt auf ein oder mehrere Filterbeete gelei­ tet. Als Filterbeete werden die in DE-OS 21 63 283 be­ schriebenen verwendet. Jedes Filterbeet wird dabei intermittierend mit dem schlammbeladenen Abwasser beschickt und zwar derart, daß zwischen jeder Zuführung von Abwasser ein 8- bis 12mal solang bemessener Aus­ trocknungszeitraum eingeschoben wird, in welchem kein Abwasser zugeführt wird. In der Praxis werden daher mindestens 8 bis 12 Filterbeete eingesetzt, die paral­ lel geschaltet sind und abwechselnd mit dem Abwasser beschickt werden.

Die Beschickungsdauer des einzelnen Filterbeetes hängt ab von der durchschnittlich zu erwartenden Abwasserbe­ lastung und der darin enthaltenen Schlammenge. Die Trocknungszeit muß ausreichen, um ein Durchdringen der neu abgesetzten Schlammschicht durch die aufgeführten Bewuchspflanzen zu ermöglichen. Hierbei bilden sich auf der Schlammoberfläche Risse und das zurückgehaltene Material ringelt sich auf.

Jedes Filterbeet wird 0,5 bis 2 Tage lang mit Abwasser aus der biologischen Reinigungsstufe beaufschlagt. Bevorzugt wird eine Beschickungsdauer von etwa 1 Tag. Die Austrocknungsdauer beträgt das 8- bis 12fache der Beaufschlagungsdauer, in Abhängigkeit von den klimati­ schen Bedingungen. Unter deutschen Durchschnittsverhält­ nissen hat sich eine Austrocknungsdauer von 10 Tagen bei jeweils 1 Tag Beaufschlagung mit Abwasser als besonders geeignet erwiesen.

Je Kubikmeter Abwasser werden unter normalen Abwasser­ verhältnissen 1 bis 5 qm Filterbeetfläche pro Tag für die Schlammentfernung benötigt. In besonders gelagerten Fällen kann auch eine niedrigere oder größere qm-Zahl erforderlich sein. Die tatsächlich im jeweiligen Fall benötigte qm-Anzahl ist abhängig vom jeweiligen Standort­ klima. Im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland liegt der durchschnittliche Flächenbedarf je Kubikmeter Abwasser im allgemeinen zwischen 3 und 4 qm. Neben den klimatischen Verhältnissen ist auch die Schwebstoffkon­ zentration in g je l Abwasser für den Flächenbedarf maßgebend.

Die Bepflanzungsdichte je qm Filterbeetfläche ist ebenfalls abhängig von den gegebenen klimatischen Bedingungen und in geringerem Maße von der durchschnitt­ lichen Schwebstoffmenge. Im allgemeinen werden je qm Filterbeetfläche zwischen 4 und 8 Pflanzen verwendet. Im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland werden in der Regel mit 6 bis 8 Pflanzen pro qm die besten Ergebnisse erzielt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden täglich vom Boden der biologischen Reinigungsstufe, d. h. dem Bele­ bungsbecken oder der Tropfkörperanlage, täglich soviele Kubikmeter Abwasser mit Schwebstoffen abgepumpt und den Filterbeeten zugeführt, wie in die Kläranlage Abwasser über das Kanalsystem hineingelangt. Nach der Schlamment­ wässerungsstufe wird das vom Boden der Filterbeete über die Drainageleitung abgeführte Wasser direkt dem Vorflu­ ter zugeführt.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Anlage 8 bis 12 Filterbeete oder ein Vielfaches davon auf. Ein einzelnes Filterbeet kann dabei so bemessen sein, daß es das gesamte Abwasser einer Beaufschlagungsperiode aufnehmen kann. Zur Aufnahme des Abwassers einer solchen Beauf­ schlagungsperiode, also beispielsweise eines Tages, kann die Anlage ein einziges oder mehrere Filterbeete aufweisen, welche ihrerseits parallel oder in Serie geschaltet sind.

Der Ablauf der Anlage wird vorzugsweise direkt mit dem Vorfluter verbunden.

Gegenüber bekannten biologischen Abwasserreinigungsan­ lagen werden wesentliche Einsparungen nach der Erfin­ dung erzielt. So werden die Funktionen von Nachklärbe­ cken, Faulbehälter, Schlammeindicker und Schlammentwäs­ serung von den erfindungsgemäß verwendeten Filterbeeten voll übernommen. Hierdurch werden nicht nur erhebliche Einsparungen möglich, sondern es wird auch eine entschei­ dende Verminderung des Arbeitsaufwandes erzielt. Da die erfindungsgemäß eingesetzten Filterbeete keiner Wartung bedürfen, genügt es, nach Ablauf jedes Beaufschlagungs­ zeitraumes, normalerweise also täglich einmal, das Abwasser auf das nächste Beet oder die nächste Beetreihe umzuleiten, wozu lediglich ein Ventil, Schütz oder dgl. geöffnet und ein andere geschlossen werden muß.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichen Abwas­ seranfall, da die Filterbeete auch bei Spitzenbelastung den anfallenden Schlamm zuverlässig zurückhalten und nur restlos geklärtes Abwasser an den Vorfluter abgeben, während die Schlammabtrennung im Nachklärbecken bei Spitzenbelastung vielfach wegen zu kurzer Verweilzeit nicht mehr vollständig ist und dann verunreinigtes Abwasser in den Vorfluter gelangt. Außerdem wird erfindungsgemäß die Gefahr einer Sekundärverschmutzung nach der Belebtschlammstufe durch Blähschlamm, der sich häufig in Nachklärbecken bildet, beseitigt.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung weiter.

Beispiel

In einer Abwasserreinigungsanlage werden täglich ca. 100 m³ Haushaltsabwasser, bei starken Regenfällen täglich bis ca. 130 m³, da ein Teil des Regenwassers in das gleiche Kanalsystem gelangt, der Kläranlage in einer Betonrinne zugeführt, in der ein schräger Rechen zur Grobstoffabtrennung montiert ist. Von dort gelangt das Haushaltsabwasser in einen runden Sandfang mit einem Durchmesser von 2,80 m, der sich keilförmig nach unten ver­ jüngt und dort eine Öffnung von 15 cm für den Sandabzug aufweist. Von dort gelangt das Haushaltsabwasser in ein Sammelbecken und wird dort mit täglich ca. 450 m³ Brauereiabwasser gemischt, wel­ ches durch eine getrennte Leitung direkt dort eingeführt wird.

Aus dem Sammelbecken wird das gesamte Abwasser in ein Belebt­ schlammbecken von 47 m Länge und 28 m Breite gepumpt. Die Wände des Beckens verlaufen mit leichter Abschrägung zum Boden. Die Belüftung erfolgt mit zwei Schwimmbelüftern System Lurgi. Der niedrigste Wasserstand im Belebtschlammbecken ist 1400 m³, der höchste Wasserstand 1900 m³. Die Steuerung erfolgt über ein Schwimmersystem. Durchschnittlich befinden sich etwa 1700 m³ in der Belebtschlammanlage.

Dem Belebtschlammbecken ist ein Nachklärbecken mit Schlammräumer welches 34 m lang und 25 m breit ist, nachgeordnet. Die Sohlen­ breite beträgt 15 m. Der niedrigste Wasserstand im Nachklärbecken beträgt 1400 m³, der höchste Wasserstand 1900 m³. Die Steuerung erfolgt ebenfalls über Schwimmersystem.

Dem Nachklärbecken folgt ein runder Schlammeindicker mit einem Durchmesser von 6 m und einem Fassungsvermögen von 130 m³. Aus diesem Schlammeindicker wird das Schlammwasser auf 12 Trocknungs­ beete von 20 m Länge und 5 m Breite gepumpt.

Da diese Anlage nicht zufriedenstellend funktionierte, wurden er­ findungsgemäße Filterbeete angelegt, die mit Schilf bepflanzt sind. Es werden 10 Beete in der Abmessung 10 × 20 m angelegt mit einer Bepflanzung von 6 Pflanzen je m². Diese Filterbeete werden direkt mit dem Abwasser aus dem Belebtschlammbecken beschickt, wobei täglich auf ein anderes Beet umgeschaltet wird und nach 10 Tagen wieder mit einem neuen Zyklus begonnen wird. Nachklär­ becken, Schlammeindicker und Trocknungsbeete werden nicht mehr benutzt. Die Anlage arbeitet so zufriedenstellend, daß das aus dem Belebtschlammbecken abgezogene Abwasser nach Durchlaufen des Filtrationsbeetes direkt dem Vorfluter zugeführt werden kann.

Claims (2)

1. Abwasserreinigungsverfahren, bei dem Abwasser in einer mechanischen Stufe vorbehandelt sowie durch eine Nachklärung und Schlammaufbereitung in mit Schilf bepflanzten Filterbeeten nachbehandelt wird, wobei die Filterbeete intervallartig mit dem vorbehandelten Abwasser beaufschlagt und einer Austrocknung überlassen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser nach der mechanischen Stufe noch durch eine Belüftungsstufe vorbehandelt wird und daß das Beaufschlagungsintervall 0,5 bis 2 Tage und das Austrocknungsintervall das 8- bis 12fache davon dauert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filterbeet einen Tag lang beaufschlagt wird.