DE29622246U1

DE29622246U1 - Abwasserreinigungsanlage mit einem Wurzelraumklärbereich

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Publication number: DE29622246U1
Application number: DE29622246U
Authority: DE
Original assignee: HANSCHKE HEINZ JUERGEN; HANSCHKE LOTHAR DR; KOEBCKE TORSTEN
Current assignee: HANSCHKE HEINZ JUERGEN; HANSCHKE LOTHAR DR; KOEBCKE TORSTEN
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2006-12-13

Description

Abwasserreinigungsanlage mit einem Würzelraumklärbereich

Die Erfindung betrifft eine Abwasserreinigungsanlage mit einem Wurzelraumklärbereich, aus einem Abwassersammelbehälter mit nachgeschaltetem Pumpenschacht und nachgeschalteten Reinwassersammeleinrichtung und ist besonders für geringen und mittleren Abwasseranfall aus Haushalten geeignet.

Für die biologische Reinigung von Abwasser, werden seit längerem Anlagen benutzt, bei denen ein starkes Wurzelsystem aufweisende Pflanzen in Filterbecken eingesetzt werden. Im Wurzelraum angesiedelte Mikroben und die Wurzeln selbst werden dazu genutzt, die im Abwasser enthaltenen Schadstoffe soweit abzubauen, daß das behandelte Abwasser bedenkenlos in die Umwelt abgegeben oder einer Wiederverwendung zugeführt werden können.

Dabei werden in der Regel weitere Becken als Beruhigungsbecken und Absetzbecken vorgesehen.

Für den effektiven Betrieb einer solchen Anlage ist es wichtig, daß der Wurzelraum gleichmäßig vom Abwasser durchströmt wird. Dafür sind Systeme vorgeschlagen worden, bei denen das Abwasser die Wurzelschicht horizontal durchflutet. Hierzu werden die Wurzelbeete leicht geneigt angelegt. Das Abwasser wird auf der höheren Seite eingeleitet und fließt dem Gefälle folgend an der unteren Seite ab. Obwohl diese Anlagen einfach aufzubauen sind, Weisen sie einige wesentliche Nachteile auf. Im wesentlichen beruhen diese auf dem auftretenden Schadstoffgefälle, wodurch im Einlaufbereich zumeist eine Überdüngung auftritt, während im Auslaufbereich oftmals eine Unterversorgung des Pflanzenmaterials eintritt. Beispiele für derartige Anlagen sind in den DE OS 3423226, 3618029 oder 40 13 779 zu finden. Hierbei wird versucht,

den Mangel dadurch zu umgehen, daß mehrere Becken mit unterschiedlichem Bewuchs hintereinander geschaltet werden.

Ein Weitere Mangel solcher Anlagen ist, daß große Teile des Wurzelraumes langfristig überstaut werden, wodurch die für viele Abbauprozesse notwendige Luftzufuhr stark eingeschränkt wird.

Aus den genannten Gründen wird vielfach eine vertikale Durchflutung des Wurzelraumes bevorzugt, bei der das Abwasser in einer ersten Ebene durch Verteilerrohre auf die gesamte Fläche aufgebracht wird. Das geklärte Abwasser wird durch Dränagerohre in einer zweiten Ebene gesammelt. Bei Anlagen, bei denen die Verteilerrohre auf der Oberfläche angeordnet sind, treten Probleme einerseits dadurch auf, daß bei einer Zuführung des Abwasser über die Oberfläche die Gefahr des Einfrierens besteht. Bei Anlagen, bei denen das Abwasser von unten zugeführt wird, besteht andererseits die Gefahr daß der Wurzelraum mit dem Abwasser überstaut wird, so daß durch unzureichende Luftzufuhr die Wirkung durch Fäulnisprozesse gestört wird.

Zur Lösung des Problems der Frostsicherheit schlägt die DE OS 3712419 eine Anlage zur biologischen Reinigung von Abwasser vor, bei der die Betriebsbereitschaft auch bei Frostperioden gewährleistet wird, indem in frustrieren Perioden das Abwasser dem einen vertikal durchströmten Becken auf der Oberfläche und bei Frost durch ein Rohrnetz unter der Oberfläche auf einer Kiesschicht verteilt zugeführt wird.

Nachteile einer derartigen Anlage sind einerseits darin zu sehen, daß das Verteilersystem doppelt angelegt werden muß. Einmal für den Sommerbetrieb oberirdisch und eine zweite Anlage für den Betrieb bei Frost. Die ständig auf dem Wurzelraum lastende Kiesschicht behindert außerdem die bekanntermaßen notwendige Durchlüftung der Bodenschicht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abwasserreinigungsanlage aus einem Abwassersammelbehälter mit nachgeschaltetem Pumpenschacht einem Wurzelraumklärbereich und nachgeschalteten Reinwassersammeleinrichtung vorzuschlagen, die mit einfachen Mitteln eine gleichmäßige Durchflutung und gleichzeitig eine ausreichende Durchlüftung des Wurzelraumes ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die anspruchsgemäße Ausgestaltung der Abwasserreinigungsanlage.

Eine derartige Abwasserreinigungsanlage besteht aus einem Abwassersammelbehälter der vorzugsweise als Mehrkammerabsetzgrube ausgestaltet ist mit nachgeschaltetem Pumpenschacht, einem Wurzelraumklärbereich und einer nachgeschalteten Reinwassersammeleinrichtung.

Der Wurzelraumklärbereich besteht aus einer flüssigkeitsdichten Bodenwanne mit dem darin befindlichen Vertikalfilter. Der Vertikalfilter ist aus der den Boden der Bodenwanne bedeckenden Dränageschicht, dem darüber angeordneten Wurzelbereich, einer über dem Wurzelbereich liegenden Beschickunganordnung sowie einer alles überdeckenden Abdeckschicht aufgebaut.

In die Dränageschicht sind perforierte Dränagerohre eingelagert, die in einen Auslaufschacht münden, aus dem das gereinigte Abwasser zu Wiederverwendung abgepumpt oder abgeleitet werden kann.

Die Beschickungsanordnung besteht aus perforierten, parallel verlegten Beschickungsrohren, die von einer Rollkieslage umschlossen sind. Die Höhe der Rollkieslage ist so ausgebildet, daß sie mit zunehmendem Abstand von den Beschickungsrohren abnimmt. Dadurch weist die Rollkieslage eine gewellte Oberfläche auf, bei der jeweils im Bereich des Wellenkammes ein Beschickungsrohr verläuft. Die Schräge der Flanken entspricht dabei dem Schüttwinkel des

verwendeten Rollkieses. Durch diese Ausgestaltung wird bewirkt, daß das aus den Beschickungsrohren austretende Abwasser optimal auf die gesamte Fläche verteilt wird.

Die Beschickungsanordnung ist mit einer 15 bis 3 0 cm starken aus Torf oder torfartigen Material gebildeten Abdeckschicht vollständig überdeckt, die im Winter als Frostschutz dient und im Sommer die von derartigen Anlagen normalerweise ausgehende Geruchsbelästigung verhindert. Gleichzeitig dient diese Torfschicht als Speicher von Niederschlagswasser- oder Abwassermengen, die nicht sofort in den Wurzelbereich einsickern können. Wenn die Rollkieslage streifenförmig ausgebildet ist, so daß zwischen den Rollkieslagen Bereiche vorhanden sind, bei denen die Abdeckschicht direkt auf dem den Wurzelbereich bildenden Sandkörper aufliegt, kann das in der Abdeckschicht gespeicherte Wasser bei Bedarf direkt in den Wurzelbereich übertreten.

Diese Torfschicht wird bei neuen Anlagen aufgebracht und ergänzt sich ständig durch abgestorbenes Material aus dem oberirdischen Pflanzenteilen des Bewuchses. Der Bewuchs wird aus Schilf, Gräsern und anderen für diesen Verwendungszweck als bekannt vorauszusetzenden Pflanzen gebildet.

Unter der Beschickungsanordnung befindet sich der als Sandkörper ausgebildete Wurzelbereich.

Je nach Kapazität der Anlage und Schwebstoffanteilen im Abwasser besteht dieser geschichtete Sandkörper aus zwei bis 10, vorzugsweise drei Schichten unterschiedlicher Körnung, wobei die Körnung von der Mitte her nach unten und bei drei oder mehr Schichten nach oben gröber wird.

Zur Beseitigung der Phosphatanteile des Abwassers ist es bekanntermaßen sinnvoll, wenn zumindest einige der Schichten mit feinkörnigen Eisenoxidpartikeln anzureichern. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, diesen Schichten

eisenoxidhaltige Sande, beispielsweise in Form von Raseneisenstein, beizumischen.

Unter dem Wurzelkörper ist eine weitere aus Rollkies mit einer Körnung von 2 bis 8 mm aufgebaute Dränageschicht vorhanden, in der die Dränagerohre verlegt sind, die über eine Sammelleitung mit einem Auslaufschacht verbunden sind.

Die Dränagerohre haben neben der bereits im Namen erkennbaren Aufgabe der Wasserableitung das Ziel, die Durchlüftung des unteren Wurzelbereiches zu gewährleisten.

Dazu werden die Dränagerohre mit einer Stärke zwischen 15 und 30 cm, vorzugsweise 20 cm, mit gleichmäßigem Abstand in einer körnigen Schicht verlegt.

Um zu gewährleisten, daß die in den Dränagerohre vorhandene Luft leicht in die untere Bodenschichten eintreten kann wir vorgeschlagen, die Dränagerohre mit einer aus Fasern, vorzugsweise aus Kokosfasern gebildeten Schicht zu umkleiden.

Für die ständige Be- und Entlüftung sind die Dränagerohre mit senkrechten Lüftungsrohren versehen, auf deren oberen Enden Absaugeinrichtungen angeordnet sind.

Diese Absaugeinrichtungen sollen durch Ausnutzung der Windkraft in den Lüftungsrohren einen Unterdruck zu erzeugen, so daß die durch die Öffnungen in der Abdeckung der Ablaufschächte eintretende Luft durch diese Abgesaugt wird.

Hierzu wird vorgeschlagen, die Absaugeinrichtungen als waagerecht angeordnete, mit dem Lüftungsrohr ein T bildende, zur Mitte verjüngte Rohrstücke zu gestalten, die auf den oberen Enden der Lüftungsrohre angeordnet sind, und deren Achse auf die Hauptwindrichtung ausgerichtet ist.

Bei welligem Gelände kann es sinnvoll sein, wenn die Dränagerohre über Sammelleitungen mit mehreren Auslaufschachten verbunden sind.

Bei einer derartigen Abwasserreinigungsanlage wird das Abwasser in einem Abwassersammelbehälter gesammelt. Der Überlauf dieses Abwassersammelbehälters mündet in einen Pumpenschacht. In den Pumpenschacht ragt der Ansaugstutzen einer Pumpe, deren Druckstutzen mit den Beschickungsrohren verbunden ist.

Durch eine füllstandsabhängige Schaltung wird die Pumpe bei Erreichen eines vorbestimmbaren oberen Pegels ein- und bei Unterschreitung eines zweiten, darunter liegenden Pegels abschaltet. Dadurch wird der Wurzelkörper der Anlage periodisch mit Abwasser mit einer Schicht Wasser gefüllt, die durch den Sandkörper sickert. Mit dem Absinken dieser Schicht füllt sich der über der Wasserschicht liegende Wurzelkörper partiell wieder mit Luft.

Gleichzeitig wird die darunter liegende Luft in die Dränagerohre getrieben und auf Grund der Zwangsdurchlüftung abgeführt.

Beim Verbrauch des im Wurzelraum deponierten Eisenoxids wird weiterhin vorgeschlagen, beim ersten Auftreten von Phosphaten im Auslaufschacht, dem im Pumpenschacht anstehenden Abwasser Eisenoxidschlämme in einer Menge von l bis 5 kg je m² Oberfläche der Würzelraumkläranlage zuzusetzen.

Eine erfindungsgemäße Abwasserreinigungsanlage soll im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Abwasserreinigungsanlage

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Abwasserreinigungsanlage.

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Abwasserreinigungsanlage.

Eine Abwasserreinigungsanlage besteht aus einem als Dreikammerabsetzgrube ausgestalteten Abwassersammelbehälter 1 mit einem nachgeschaltetem Pumpenschacht 2, einem Wurzelraumklärbereich 3 sowie einer Reinwassersammeleinrichtung in Form eines AuslaufSchachtes 4.

Der Wurzelraumklärbereich 3 besteht aus einer flüssigkeitsdichten Bodenwanne 5 mit dem darin befindlichen Vertikalfilter, bei dem der Vertikalfilter aus der den Boden der Bodenwanne 5 bedeckenden Dränageschicht 6, dem darüber angeordneten Wurzelbereich 7, einer über dem Wurzelbereich 7 liegenden Beschickungsanordnung 8 sowie einer alles überdeckenden Abdeckschicht 9 aufgebaut.

In die Dränageschicht 6 eingelagerte perforierte Dränagerohre 10 münden in einen Auslaufschacht 4, aus dem das gereinigte Abwasser zu Wiederverwendung abgepumpt werden kann.

Die Beschickungsanordnung 8 besteht aus perforierten, parallel verlegten Beschickungsrohren 21, die von einer Rollkieslage 11 umschlossen sind. Der verwendete Rollkies weist eine durchschnittliche Körnung zwischen 3 und 6 mm auf.

Die Höhe der Rollkieslage 11 ist so ausgebildet, daß sie mit zunehmendem Abstand von den Beschickungsrohren 21 abnimmt, so daß die Rollkieslage 11 eine gewellte Oberfläche aufweist, wobei jeweils im Bereich des Wellenkammes ein Beschickungsrohr 21 verläuft. Durch diese Ausgestaltung wird bewirkt, daß das aus den Beschickungsrohren 21 austretende Abwasser optimal auf die gesamte Fläche verteilt wird.

Die Beschickungsanordnung 8 ist mit einer 15 bis 30 cm starken aus Torf gebildeten Abdeckschicht 9 vollständig überdeckt.

Diese Torfschicht wird bei der Errichtung der Anlagen aufgebracht und ergänzt sich ständig durch abgestorbenes Material aus dem oberirdischen Pflanzenteilen des Bewuchses. Der Bewuchs 12 wird aus Schilf, Gräsern und Binsen gebildet.

Unter der Beschickungsanordnung 8 befindet sich der als Sandkörper ausgebildete Wurzelbereich 7.

Dieser besteht drei Schichten 13a, 13b und 13c. unterschiedlicher Körnung, wobei die Körnung der mittleren Schicht 13b zwischen 0,5 und 1 mm und die der Schichten 13a und 13c 1 bis 2 mm beträgt.

Die Schicht 13b ist mit 5 % Raseneisenstein versetzt.

Unter dem Wurzelbereich 7 ist eine Dränageschicht 6 vorhanden, in der die Dränagerohre 10 verlegt sind, die über eine Sammelleitung mit einem Auslaufschacht 4 verbunden sind.

Die Dränagerohre 10 mit einer Stärke von 25 cm, sind mit gleichmäßigem Abstand von 40 cm in einer weiteren Schicht aus Rollkies 6 mit einer Körnung von 2 bis 8 mm verlegt.

Für die ständige Be- und Entlüftung sind die Dränagerohre 10 mit senkrechten Lüftungsrohren versehen, auf deren oberen Enden Absaugeinrichtungen 18 als waagerechte, mit dem Lüftungsrohr ein T bildende, zur Mitte verjüngte Rohrstücke angeordnet sind.

Bei einer derartigen Abwasserreinigungsanlage wird das Abwasser in einem Abwassersammelbehälter 1 gesammelt. Der Überlauf dieses Abwassersammelbehälters mündet in einen Pumpenschacht 2. In den Pumpenschacht 2 ragt der Ansaugstutzen einer Pumpe, deren Druckstutzen mit den Beschickungsrohren 21 verbunden ist.

Durch eine füllstandsabhängige Schaltung wird die Pumpe bei Erreichen des oberen Pegels 23 ein- und bei Unterschreitung eines zweiten, darunter liegenden Pegels 22 abschaltet.

Dadurch wird der Wurzelbereich 7 der Anlage periodisch mit Abwasser mit einer Schicht Wasser gefüllt, die durch den Sandkörper sickert. Mit dem Absinken dieser Schicht füllt sich der über der Wasserschicht liegende Wurzelbereich 7 partiell wieder mit Luft.

Gleichzeitig wird die darunter liegende Luft in die Dränagerohre 10 getrieben und auf Grund der Zwangsdurchlüftung abgeführt.

Claims

1. Abwasserreinigungsanlage mit einem Wurzelraumklärbereich aus einem Abwassersammelbehälter (1) mit nachgeschaltetem Pumpenschacht (2), einem Wurzelraumklärbereich (3) und nachgeschalteten Reinwassersammeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Wurzelraumklärbereich

(3) aus einer flüssigkeitsdichten Bodenwanne (5) mit dem darin befindlichen Vertikalfilter besteht, bei dem der Vertikalfilter aus der den Boden der Bodenwanne (5) bedeckenden Dränageschicht (6), dem darüber angeordneten Wurzelbereich (7), einer über dem Wurzelbereich (7) liegenden Beschickungsanordnung (8) sowie einer alles überdeckenden Abdeckschicht (9) zusammengesetzt ist, wobei in die Dränageschicht (6) perforierte Dränagerohre (10) eingelagert sind, die mit einem oder beiden Enden in einen Auslaufschacht

(4) münden, wobei weiterhin die Beschickungsanordnung (8)aus perforierten, parallel verlegten Beschickungsrohren (21), die von einer Rollkieslage (11) umschlossen sind, gebildet wird, bei der die Höhe der Rollkieslage (11) mit zunehmendem Abstand von den Beschickungsrohren (21) abnimmt, sowie daß die Beschickungsanordnung (8)mit einer aus Torf oder torfartigen Material gebildeten Abdeckschicht (9) vollständig überdeckt ist.

2. Abwasserreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abwassersammelbehälter (1) als standardisierte Zwei- oder Dreikammergrube ausgeführt ist.

3. Abwasserreinigungsanlage nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf des Abwassersammelbehälters in den Pumpenschacht (2)

mündet, daß weiterhin im Pumpenschacht (2) der Ansaugstutzen einer Pumpe (19) vorhanden ist, wobei der Druckstutzen der Pumpe (19) mit den Beschickungsrohren (21) verbunden ist, sowie daß eine bekannte Schaltung vorhanden ist, die die Pumpe (19) bei Erreichen eines vorbestimmbaren oberen Pegels (23) ein und bei Unterschreitung eines zweiten, darunter liegenden unteren Pegels (22) abschaltet.

4. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wurzelbereich (7) als Sandkörper ausgebildet ist.

5. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wurzelbereich (7) als geschichteter Sandkörper mit zwei bis 10, vorzugsweise drei Schichten (13) unterschiedlicher Körnung ausgebildet ist, deren Körnung von der Mitte her nach unten und bei drei oder mehr Schichten (13) nach oben gröber wird.

6. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schichten im als Wurzelbereich (7) ausgebildeten Sandkörper vorhanden sind, die mit 0,5 bis 10 % feinkörnigen Eisenoxidpartikeln angereichert sind.

7. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Beschickungsrohren (21) umschließende Rollkieslage (11) streifenförmig ausgebildet ist, so daß zwischen den Rollkieslagen (11) Bereiche vorhanden sind, bei denen die Abdeckschicht (9) direkt auf dem den Wurzelbereich (7) bildenden Sandkörper aufliegt.

8. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dränagerohre (10) über eine Sammelleitung mit einem Auslaufschacht (4) verbunden sind.

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9. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dränagerohre (10) über Sammelleitungen (14) mit mehreren Auslaufschachten (4) verbunden sind.

10. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dränagerohre (10) mit gleichmäßigem Abstand in einer körnigen Dränageschicht (6) mit einer Stärke zwischen 15 und 3 0 cm, vorzugsweise 2 0 cm verlegt sind.

11. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dränagerohre (10) umschließende körnigen Dränageschicht (6) aus Rollkies mit einer Körnung von 2 bis 8 mm gebildet wird.

12. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dränagerohre (10) mit einer aus Fasern, vorzugsweise aus Kokosfasern gebildeten Schicht umkleidet sind.

13. Abwasserreinigungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dränagerohre (10) mit senkrechten Lüftungsrohren versehen sind, auf deren oberen Enden bekannte Absaugeinrichtungen angeordnet sind, die geeignet sind durch Ausnutzung der Windkraft in den Lüftungsrohren einen Unterdruck zu erzeugen, sowie daß die Abdeckung der Ablaufschächte so ausgebildet ist, daß ein ungehindeter Lufteintritt gewährleistet ist.

14. Abwasserreinigungsanlage nach voranstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den oberen Enden der Lüftungsrohre angeordneten Absaugeinrichtungen als waagerecht angeordnete, mit dem Lüftungsrohr ein T bildende, zur Mitte verjüngte Rohrstücke sind, deren Achse auf die Hauptwindrichtung ausgerichtet ist.