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Kläranlage mit einem Nachklärbecken
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kläranlage mit wenigstens einem
Nachklärbecken, das vorzugsweise nach wenigstens einem Vorklärbecken und nach wenigstens
einer biologischen Stufe, insbesondere mit sich drehenden Tauchtropfkörpern angeordnet
ist.
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Bei der biologischen Reinigung von organisch verschmutztem Abwasser
wird in der biologischen Reinigungsstufe durch Tauchtropfkörper, Tropfkörper oder
Belebtschlammverfahren Überschußschlamm erzeugt, welcher in einem der biologischen
Reinigungsstufe nachgeschalteten Becken, dem Nachklärbecken, von dem gereinigten
Wasser getrennt werden muß. Diese Becken müssen entsprechend groß ausgebildet werden,
damit bei langsamer Bewegung des Wassers der leichte Schlamm sich absetzen kann,
so daß eine Aufenthaltszeit von ca 9 4 h entsteht.
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Es wurde schon versucht, den biologischen Überschußschlamm auf oder
in sich drehenden Filtern abzuscheiden. Doch wenn der Schlamm sich in einer Filtertrommel
abscheiden soll, dann sind sehr schwierige Abdichtungsprobleme zwischen Filter und
Becken zu lösen. Soll sich der Schlamm auf einem drehenden Filter abscheiden, dann
müssen wasserdichte Lager und weitere abgedichtete Teile verwendet werden, Aufgabe
der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine einfache und betriebssichere
Nachklärung zu schaffen, in welcher auch die kleinsten Schlammteilchenzuruckgehalten
werden, die sich selbst reinigt und daher wartungsfrei arbeiten kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß das Nachklärbecken
durch ein eben aufgespanntes Filtertuch in zwei Teile geteilt ist und das Filtertuch
kontinuierlich und/oder diskontinuierlich gereinigt wird.
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Zur mechanischen kontinuierlichen Reinigung des Filtertuches können
bei einer Kläranlage mit einem sich drehenden Tauchtropfkörper in der biologischen
Stufe und mit einem im Nachklärbecken angeordneten Schöpfwerk, das von der in das
Nachklärbecken hineinragenden Welle des Tauchtropfkörpers getragen und angetrieben
wird, an wenigstens einem Dreharm des Schöpfwerks Borsten, #@ummileisten oder dergleichen
angeordnet
sein, die an dem Filtertuch entlangstreichend dieses
schonend vom Schlamm befreien.
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Weiterhin kann zur diskontinuierlichen automatischen Reinigung bei
einer solchen Kläranlage im ersten Teil des Nachklärbeckens eine Rückspülpumpe angeordnet
sein, die von einem Schwimmerschalter eingeschaltet wird, wenn der Wasserspiegel
infolge des durch die Verschlammung des Filtertuches größeren Durchgangswiderstandes
im ersten Teil des Nachklärbeckens angestiegen ist und dabei eine vorbestimmte Höhe
erreicht hat, und die wieder abgeschaltet wird, nachdem der Wasserspiegel von der
ausreichend großen Rückspülpumpe schnell bis auf ein vorbestimmtes Minimum abgesunken
ist. Wichtig ist dabei, daß das Absenken des Wasserspiegels im ersten Teil des Nachklärbeckens
schnell geschieht, damit schlammfreies, biologisch gereinigtes Wasser mit genügend
großem Druck aus dem zweiten Teil des Nachklärbeckens in seinen ersten Teil zurückströmen
kann und dabei das Filtertuch reinwäscht.
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Im praktischen Einsatz kann das erfindungsgemäße zweiteilige Nachklärbecken
im Zusammenhang mit quer zu ihrer Welle durchströmten Scheibentauchtropfkörpern
oder mit in Längsrichtung der Welle durchströmten Ringtauchtropfkörpern verwendet
werden. In Jedem Falle ist das zweiteilige Nachklärbecken im Anschluß Jine biologische
Stufe, die auch eine von mehreren biologischen Stufen sein kann, so angeordnet,
daß das
Filtertuch im Nachklärbecken quer zur Welle der Tauchtropfkörper
verläuft und daß diese Welle in das Nachklärbecken hinein bis fast zum Filtertuch
verlängert werden kann.
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Verschiedene Anordnungen und Ausbildungen von biologischen Stufen
haben sich im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen zweiteiligen Nachklärbecken
als vorteilhaft und zweckmäßig erwiesen. Diese Anordnungen werden anhand von verschiedenen,
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung
näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen
werden können.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer biologischen,
mit Scheibentauchtropfkörpern versehenen Stufe in Längsrichtung der Tauchtropfkörperwelle
mit nachgeschaltetem, zweiteiligem Nachklärbecken gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 das Nachklärbecken mit hohem Wasserstand in seinem ersten Teil,
Fig. 3 das Nachklärbecken mit niedrigem Wasserstand im ersten Teil des Nachklärbeckens.
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Fig. 4 a die Draufsicht auf eine drei biologische Stufen aufweisende
und mit Scheibentauchtropfkörpern versehene Kläranlage, deren letzter beiologischer
Stufe ein erfindungsgemäße 5 Nachklärbecken nachgeschaltet ist, Fig. 4 b einen Schnitt
nach der Linie IV - IV, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine schräg durchströmte erfindungsgemäße
Reinigungsanlage, Fig. 6 a die Draufsicht auf eine drei biologische Stufen aufweisende
und mit Ringtauchtropfkörpern versehene Kläranlage, deren letzter biologischer Stufe
ein erfindungsgemäßes Nachklärbecken nachgeschaltet ist, Fig. 6 b einen Schnitt
nach der Linie VI - VI in Fig. 6 a Fig. 7 Die Draufsicht auf eine drei biologische
Stufen aufweisende und mit Scheibentauchtropfkörpern versehene Kläranlage, deren
biologische Stufen jeweils mit einem erfindungsgemäßen zweiteiligen Nachklärbekken
versehen sind, von denen die beiden ersten im Rahmen der Gesamtanlage als Zwischenklärbecken
anzusehen sind.
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Fig. 8 die Draufsicht auf eine zwei biologische Stufen aufweisende
und mit schräg durchströmten Scheibentauchtropfkörpern versehene Kläranlage, deren
biologische Stufen jeweils mit einem zweiteiligen Nachklärbecken versehen sind,
von denen die erste im Rahmen der Gesamtanlage als Zwischenklärbecken anzusehen
ist.
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Fig. 9 die Draufsicht auf eine drei biologische Stufen aufweisende
und mit Ringtauchtropfkörpern versehene Kläranlage, deren biologische Stufen jeweils
mit einem zweiteiligen Nachklärbecken versehen sind, von denen die beiden ersten
im Rahmen der Gesamtanlage als Zwischenklärbecken anzusehen sind.
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Fig. 10 die Draufsicht auf eine Gesamtanlage mit Vorklärung und erfindungsgemäßer
Nachklärung, bei der jeweils der erste Teil des Nachklärbeckens als Zwischenklärung
geschaltet sein kann.
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Eine vollständige Kläranlage besteht aus einem Vorklärbecken einer
biologischen Stufe, die mit einem Scheiben- oder einem Ringtauchtropfkörper versehen
sein kann. An die biologische Stufe schließt sich eine Nachklärung an, die gemäß
der Erfindung ein zweiteiliges Nachklärbecken aufweisen soll.
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In Fig. 1o ist die Draufsicht auf eine vollständige Kläranlage dargestellt,
die zwei biologische Stufen aufweist. Auf das Vorklärbecken 1 folgt die erste biologische
Stufe 2, die auf einer Welle 3 dicht nebeneinander angeordnete Scheiben 4 aufweist,
die in ihrer Gesamtheit den Scheibentauchtropfkörper bilden.
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Die Welle 3 des Scheibentauchtropfkörpers ist in Lagern 5 gelagert.
An die erste biologische Stufe 2 schließt sich ein erfindungsgemäßes zweiteiliges
Nachklärbecken 6 an, aus dem das vorgereinigte Abwasser der zweiten biologischen
Stufe 7 zugeführt wird.
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An diese zweite biologische Stufe 7 schließt sich ein zweites erfindungsgemäßes
Nachklärbecken 8 an, aus dem das geklärte Abwasser durch einen Ablauf 9 abgeleitet
wird. Das erfindungsgemäße Nachklärbekken 11 ist, wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht,
durch ein Filtertuch 12 in zwei Teile, die Kammern 13 und 14, geteilt. Der Kammer
13 wird aus der biologischen Stufe 15 durch die Öffnung 16 ein Schlamm-Wasser-Gemisch
zugeleitet. In der biologischen Stufe drehen sich mit einer Welle 17 Bewuchsflächen
für biologischen Rasen bildende Tauchtropfkörperscheiben 18. Die Welle 17 ist in
einem Lager 19 gelagert und weist eine Verlängerung 21 auf, die in die Kammer 13
hineinragt. An einem Dreharm 22 ist ein Schöpfwerk 23 befestigt. Außerdem sind am
Dreharm 22, der sich in geringem Abstand vom Filtertuch 12 bewegt, Borsten 24 angebracht,
die das Filtertuch 12 kontinuierlich, schonend vom Schlamm befreien. Weiterhin
befindet
sich in der Kammer 13 eine Pumpe 25, mit der aus dieser Kammer Schlammwasser abgesaugt
und durch die Leitung 20 weiter befördert werden kann.
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Beim Betrieb der Anlage fließt aus der biologischen Stufe 15 das Schlamm-Wasser-Gemisch
in die erste Kammer 13. Dort setzt sich ein Teil des Schlammes ab und wird durch
das Schöpfwerk 23 kontinuierlich in die Vorklärung 1 oder zur Schlammbehandlung
zurückgefördert. Die feineren Schlammflocken lagern sich am Filtertuch 12 an, wenn
das Wasser von der ersten Kammer 13 in die zweite Kammer 14 fließt. Um ein vorzeitiges
Verstopfen des Filtertuches 12 zu verhindern, ist wenigstens ein Arm 22 des Schöpfwerks
23 so angebracht, daß er sich im geringen Abstand vom Filter entlang bewegt. Auf
den Armen des Schöpfwerks 23 sind Borsten 24 angebracht, welche das Filtertuch schonend
vom Schlamm befreien. Damit wird das Zuwachsen des Filtertuches verzögert.
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Anstelle der Borsten 24 können an den Dreharmen 22 des Schöpfwerks
23 Gummileisten oder dergleichen angebracht sein, die elastisch, nachgiebig leicht
auf dem Filtertuch schleifen und den Schlamm vom Filtertuch vorsichtig abkratzen.
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Steigt der Filterwiderstand des Filtertuches mit der Zeit aber trotzdem
an, wird eine automatische Rückspülung des Filtertuches durchgeführt, die wie folgt
abläuft:
Zunächst ist, wie in Fig. t dargestellt ist, das Filtertuch
12 nicht verschlammt, so daß der Filterwiderstand sehr gering ist. Der Wasserspiegel
Ho in Kammer t3 ist in der gleichen döne wie der Wasserspiegel in der Kammer 14.
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Allmählich verschlammt sich das Filtertuch. Der Widerstand, den das
Wasser beim Durchgang von Kammer 13 zu Kammer 14 zu überwinden hat, steigt an. Das
bedeutet, daß der, Wasserspiegel in Kammer 13 ansteigt.
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Hat der Wasserspiegel in Kammer 1 seinen maximalen Stand Hmax erreicht
(Fig. 2), wird über einen chimmerschalter 26 die Rückspülpumpe 25 eingeschaltet.
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Die Rückspülpumpe 25 muß so ausgelegt sein, daß der Wasserspiegel
in Kammer 13 schnell bis auf Hmin (Fig. 3) abgesenkt wird. Ist das Niveau Hmin erreicht,
schaltet ein Trockengehschalter 27 die Pumpe 25 wieder ab. Das schnelle Absenken
des Wasserspiegels in der Kammer 13 gegenüber Kammer 14 ist entscheidend.
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Durch das Absenken des Wasserspiegels in Kammer 13 fließt das schlammfreie,
biologisch gereinigte Wasser aus Kammer 14 in die Kammer 13. Durch den Rückfluß
vom Schlammwasser aus der Kammer 14 in die Kammer 13 löst sich der Schlamm, der
sich an der einen Fläche des Filtertuches in der Kammer 13 angelagert hat, und wird
in die Kammer 13 gespült und von dort durch das Schöpfwerk 23 und/oder durch die
Rückspülpumpe 23 in die Vorklärung 1 oder in die chlammbehandlung zurück
gefördert.
Mit dem Rückspülen wird das Filtertuch gleichzeitig durch den rotierenden Arm des
Schöpfwerks gereinigt.
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Nach abschluß der Rückspülung gleicht sich der Wasserspiegel in Kammer
14 an. Danach wiederholt sich der Vorgang in Abhängigkeit von der Filterbelastung.
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Das erfindungsgemäße zweiteilige Nachklärbecken kann mit verschiedenartigen
Anordnungen von Kläranlagen verwendet werden. Beispiele solcher verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten
sind in den Fig. 4 bis lo dargestellt.
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In Fig. 4 ist eine Anlage mit drei biologischen Stufen 28 dargestellt,
in denen Scheibentauchtropfkörper 29 auf einer Welle 3 drehbar angeordnet sind.
Der letzten biologischen Stufe 28 c ist ein erfindungsgemäßes zweiteiliges Nachklärbecken
6 mit den Kammern 13 und 14 nachgeschaltet. Die biologischen Stufen werden vom Abwasser
quer zur Welle 3 durchströmt.
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In Fig. 5 ist dargestellt, wie eine Anlage mit Scheibentauchtropfkörpern
mit dem erfindungsgemäßen Nachklärbecken aussehen muß, wenn das Abwasser die biologische
Stufe 28 schräg durchströmen soll. Dabei ist der Einfluß 31 in die biologische Stufe
2 lediglich auf der anderen Seite der Welle 3 anzuordnen, auf welcher einer Seite
der Abfluß 32 sitzt.
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In Fig. 6 ist eine Anlage mit Ringtauchtropfkörpern 33 dargestellt,
die vom Wasser in Längsrichtung der Welle 3 durchströmt werden. Der letzten biologischen
Stufe 34 ist der erfindungsgemäße Nachklärbehälter 6 nachgeschaltet.
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Fig. 7 zeigt etine Kläranlage mit drei biologischen Stufen 35 - 37,
in die Scheibentauchtropfkörper 29 einige; setzt sind. An Jede biologische Stufe
schließt sich ein Umlenkkanal 38 an, durch den das abgeflossene Wasser in die erste
Kammer 13 des erfindungsgemäßen Nachklärbeckens 6 geleitet wird. Die zweiten Kammern
14 der ersten 35 und der zweiten Stufe 36 dienen hier als Zwischenklärbecken, denn
von ihnen aus wird das Abwasser jeweils zur nächsten biologischen Stufe geleitet,
In Fig. 8 ist dargestellt, wie eine Kläranlage mit zwei biologischen Stufen mit
Scheibentauchtropfkörpern und zwei erfindungsgemäßen Nachklärbecken aufgebaut sein
muß, wenn die biologischen Stufen schräg durchströmt werden sollen. Dann sind ähnlich
wie in Fig. 5 die Einflüsse 31 auf der anderen Seite der Wellen 3 wie die Abflüsse
32 anzuordnen. Auch hier dient das erste Nachklärbecken 6 a der Zwischenklärung.
Die zweite Kammer 14 des ersten Nachklärbeckens 6 a ist durch ein Rohr 39 mit der
zweiten biologischen Stufe verbunden.
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In Fig. 9 ist eine Anlage mit Ringtauchtropfkörpern gezeigt, die in
drei biologischen Stufen hintereinander
geschaltet sind#und eine
einzige durchgehende Welle 3 aufweisen, wie bei den Anlagen in Fig. 6.
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Bei dieser Anlage können alle Becken in der gleichen in Längsrichtung
der Welle 3 verlaufenden Richtung durchströmt werden. Die beiden ersten Nachklärbecken
arbeiten hier wieder als Zwischenklärbecken.
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In Fig. 10 ist eine Gesamtanlage mit Vorklärung 1 und zwei biologischen
Stufen gezeigt, an die sich jeweils ein erfindungsgemäßes Nachklärbecken anschließt.
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Sie ist ähnlich aufgebaut wie die in Fig. 7 dargestellte Anlage. Die
Besonderheit ist hier, daß die Pumpen 25 der Kammern 13 der zweiteiligen Nachklärung
beider biologischer Stufen 2 und 7 mit ihren Leitungen 20 zusammengeführt sind und
in die Einlaufleitung 41 der Vorklärung 1 münden.
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