DE4326603A1 - Kläranlage mit Belebungsbecken - Google Patents
Kläranlage mit BelebungsbeckenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kläranlage bei Trenn- und Misch
kanalisationen mit Belebungsbecken und Nachklärbecken sowie
einem Verbindungskanal zwischen dem Belebungsbecken und dem
Nachklärbecken für den gesamten Bereich kommunaler, gewerb
licher und industrieller Kläranlagen.
Bei Regenwetter werden Kläranlagen an Trenn- und Misch
kanalisationen mit erhöhtem Zufluß beschickt. Bei starkem
Regen und bei Dauerregen tritt als Folge häufig eine stören
de Schlammverlagerung aus dem Belebungsbecken in das Nach
klärbecken auf. Das Fehlen des Schlammes im Belebungsbecken
geht einher mit einer Verschlechterung der Reinigungs
leistung und führt regelmäßig zu erhöhten Ablaufwerten,
insbesondere für Ammonium, aufgrund einer Störung der im Be
lebungsbecken ablaufenden Nitrifikations- und Denitrifi
kationsvorgänge. Außerdem können durch die Speicherung von
Schlamm im Nachklärbecken erhöhte Feststoffgehalte im Ablauf
auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzuge
ben, um die Nitrifikation und Denitrifikation im Belebungs
becken bei Regenwetterzufluß und auch bei Trockenwetter
abflußspitzen zu stabilisieren, so daß gleichmäßigere Ab
laufwerte in dem das Nachklärbecken verlassenden gereinigten
Abwassers gewährleistet sind.
Die Kläranlage der eingangs beschriebenen Art weist zur Lö
sung dieser Aufgabe erfindungsgemäß eine Siebvorrichtung mit
Mikrosieben zur Abtrennung von Belebtschlamm aus dem Abfluß
strom des Belebungsbeckens auf, wobei die Siebvorrichtung in
einer bei Regenwetter geöffneten und mit einem Abflußteil
strom beaufschlagten Nebenschlußleitung des Verbindungs
kanals angeordnet ist und wobei an die Siebvorrichtung eine
Schlammrückführung zum Zulauf des Belebungsbeckens und eine
Filtratleitung zum Nachklärbecken angeschlossen sind. Durch
die erfindungsgemäß angeordnete Siebvorrichtung wird ein
Teil des im Abflußstrom aus dem Belebungsbecken mitgeführten
Belebtschlammes abgetrennt und ohne wesentliche Zeitverzö
gerung in das Belebungsbecken zurückgeführt. Eine bei Regen
wetter verstärkt einsetzende Schlammverlagerung aus dem Be
lebungsbecken in das Nachklärbecken ist somit vermeidbar.
Dies führt zu einer beachtlichen Stabilisierung des Schlamm
gehaltes im Belebungsbecken mit dem Vorteil, daß Perioden
mit starkem Regen und Dauerregen sowie Spitzenbelastungen
bei Trockenwetter einen wesentlich geringeren Einfluß auf
die Reinigungsleistung der Kläranlage haben. Es versteht
sich, daß der Abflußteilstrom nach Bedarf reguliert werden
kann.
Die Anwendung von Siebvorrichtungen mit Mikrosieben ist bei
der Trink- und Brauchwassergewinnung an sich bekannt. Die
Anforderungen dort sind mit denen, die im Rahmen der erfin
dungsgemäßen Lehre an die Siebvorrichtung gestellt werden,
jedoch nicht vergleichbar. Rohwasser, welches zum Beispiel
aus Seen und Stauhaltungen zur Trink- und Brauchwasserauf
bereitung entnommen wird, enthält ungefähr eine Konzentra
tion von 1 mg/l abfiltrierbarer Stoffe, die zu 65% bis 70%
aus organischer Substanz bestehen. An der Zusammensetzung
sind aber auch in erheblichem Maße mineralische Partikel in
Form von Quarz, Ton, Glimmerplättchen, Feldspäte und dgl.
beteiligt. Die Teilchen können bei Algen bis in den Zenti
meterbereich reichen. Sie können durch Mikrosiebe gut zu
rückgehalten werden, weshalb Mikrosiebvorrichtungen bei der
Oberflächenwasser-Aufbereitung erfolgreich vor Sandfiltern
einsetzbar sind und längere Standzeiten der Sandfilter er
möglichen.
Der Abflußstrom aus dem Belebungsbecken einer Kläranlage ist
im Vergleich zu den Oberflächenwässern zum einen in bezug
auf die Zusammensetzung der Suspensa wesentlich komplexer
und zum anderen ist der Gehalt an abfiltrierbaren Stoffen,
insbesondere bei erhöhter hydraulischer Belastung der Klär
anlage aufgrund erhöhten Regenwetterzuflusses, um häufig das
1000fache höher. Es liegen Belebtschlammflocken vor. Über
raschenderweise ist trotz des außergewöhnlich hohen
Suspensa-Gehaltes und der komplexen Zusammensetzung des
Belebtschlammes, die im übrigen in erheblichem Maße von der
Provenienz abhängt eine Mikrosiebung des das Belebungsbecken
verlassenden Abflußstromes möglich. Im Rahmen der Erfindung
liegt es, jegliche Art von Siebvorrichtungen einzusetzen.
Vorzugsweise ist die Siebvorrichtung als Trommel-Sieb
maschine ausgebildet, welche eine mit Filtrat beaufschlagte
Rückspüleinrichtung aufweist. Als Mikrosiebe eignen sich vor
allem monofile Siebgewebe, vorzugsweise in Leinen- oder
Körperbindungen, mit einer Maschenweite im Bereich von 25
bis 150 µm. Der Spülwasserbedarf zur Reinigung der Siebe
hängt ab von der Maschenweite des Gewebes sowie der Kon
sistenz des Belebtschlammes. Nach bisher vorliegenden Er
kenntnissen liegt der Spülwasserbedarf im Bereich von 10%
bis maximal 40% der Filtratmenge. Der Schlamm kann auf das
Zwei- bis Dreifache des Schlammgehaltes im Belebungsbecken
eingedickt werden. Eine andere Ausführungsform der Erfindung
sieht vor, daß die Siebvorrichtung als Bogensieb ausführt
ist und eine Spaltsiebfläche mit vorzugsweise querüber
strömten Mikrospalten aufweist. Der Abflußteilstrom über
strömt die Spaltsiebfläche tangential, wobei eine Eindickung
erfolgt. Bei ausreichender Tangentialüberströmung erfolgt
eine Selbstreinigung der Spaltsiebfläche.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es
zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 das Blockschaltbild einer Kläranlage,
Fig. 2 eine Trommel-Siebmaschine für die Anwendung im Rah
men der erfindungsgemäßen Lehre,
Fig. 3 den zeitlichen Verlauf des Zuflusses und der Belebt
schlammkonzentration im Belebungsbecken der in Fig.
1 dargestellten Kläranlage bei erhöhtem Regenwetter
zufluß.
Die in Fig. 1 dargestellte Kläranlage ist an Mischkanalisa
tionen angeschlossen. Zur Kläranlage gehören in an sich be
kannter Weise Belebungsbecken 1 und Nachklärbecken 2 sowie
ein Verbindungskanal 3 zwischen dem Belebungsbecken 1 und
dem Nachklärbecken 2. Aus dem Nachklärbecken 2 wird ein
Überschußschlammstrom 4 abgezogen sowie ein Rücklaufschlamm
strom 5 in den Zulauf 6 zum Belebungsbecken 1 zurückgeführt.
Bei Regenwetter wird die Kläranlage mit erhöhtem Zufluß be
schickt. Bei starkem Regen steigt die hydraulische Belastung
des Belebungsbeckens 1 sprunghaft an, wie dies aus der
durchgezogenen Ganglinie 7 in Fig. 3 ersichtlich ist. Dabei
erfolgt eine Verlagerung von Belebtschlamm in das Nachklär
becken 2. Mit geringer zeitlicher Verzögerung nimmt der
Schlammgehalt im Belebungsbecken 1 ab. Der Verlauf des
Schlammgehaltes im Belebungsbecken 1 ist in Fig. 3 als ge
strichelte Ganglinie 8 dargestellt. Das Fehlen des Schlammes
im Belebungsbecken 1 führt zu einer Verschlechterung der
Reinigungsleistung und zu erhöhten Ablaufwerten, vor allem
für Ammonium.
Zur Stabilisierung des Schlammgehaltes im Belebungsbecken 1
ist bei der in Fig. 1 dargestellten Kläranlage eine Siebvor
richtung 9 mit Mikrosieben in einer bei Regenwetter geöff
neten und mit einem Abflußteilstrom beaufschlagten Neben
schlußleitung 10 des Verbindungskanals 3 angeordnet. Die
Siebvorrichtung 9 dient zur Abtrennung von Belebtschlamm aus
dem Abflußstrom des Belebungsbeckens 1. An die Siebvorrich
tung 9 sind eine Schlammrückführung 11 zum Zulauf 6 des Be
lebungsbeckens 1 und eine Filtratleitung 12 zum Nachklär
becken 2 angeschlossen. Der an den Mikrosieben zurückge
haltene Schlamm wird ohne wesentliche Zeitverzögerung in das
Belebungsbecken 1 zurückgeführt. Der Einfluß der Siebvor
richtung 9 auf den Schlammgehalt im Belebungsbecken 1 ergibt
sich aus einer vergleichenden Betrachtung der Ganglinien 8
und 13 in Fig. 3. Die gestrichelt dargestellte Linie 8 zeigt
die Änderung des Schlammgehaltes ohne Mikrosiebung und die
strichpunktierte Linie 13 mit Mikrosiebung eines Abfluß
teilstromes, wobei der Abflußteilstrom im dargestellten Bei
spiel 80% des aus dem Belebungsbecken abgezogenen Abfluß
stromes beträgt. Einem Vergleich der Kurven 8, 13 entnimmt
man, daß durch die erfindungsgemäß angewandte Mikrosiebung
eine deutliche Verminderung der Schlammverlagerung in das
Nachklärbecken 2 erreicht wird.
Die Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Trommel-Siebmaschine,
welche als Siebvorrichtung 9 zur Abtrennung von Belebt
schlamm aus dem Abflußstrom des Belebungsbeckens 1 einsetz
bar ist. Die Trommel-Siebmaschine weist eine mit 3 bis 6
min-1 umlaufende Trommel 14 auf, die mit Mikrosieben be
spannt ist. Die Mikrosiebe bestehen aus monofilen Siebge
weben, vorzugsweise in Leinen- oder Körperbindung, mit einer
Maschenweite im Bereich von 25 bis 150 µm. Der durch die
Nebenschlußleitung 10 zugeführte Abflußteilstrom wird dem
Innenraum der Trommel 14 zugeführt. Unter einer Druckdiffe
renz von maximal 15 cm Wassersäule werden die Mikrosiebe von
innen nach außen durchströmt. Aus einem Außenbehälter 15
wird das Filtrat über die Filtratleitung 12 abgezogen. Die
Trommel-Siebmaschine weist eine mit Filtrat beaufschlagte
Rückspüleinrichtung 16 auf. Die Siebrückspülung erfolgt von
außen nach innen. In der Siebtrommel 14 ist eine Schmutz
rinne 17 angeordnet, in die mit Filtrat abgespülter Schlamm
hineinfällt und an welche die Schlammrückführung 11 ange
schlossen ist.
Claims (4)
1. Kläranlage bei Trenn- und Mischkanalisationen mit Bele
bungsbecken und Nachklärbecken sowie einem Verbindungskanal
zwischen dem Belebungsbecken und dem Nachklärbecken, ge
kennzeichnet durch eine Siebvorrichtung
(9) mit Mikrosieben zur Abtrennung von Belebtschlamm aus dem
Abflußstrom des Belebungsbeckens (1), wobei die Siebvor
richtung (9) in einer bei Regenwetter oder Trockenwetter
zuflußspitzen geöffneten und mit einem Abflußteilstrom be
aufschlagten Nebenschlußleitung (10) des Verbindungskanals
(3) angeordnet ist und wobei an die Siebvorrichtung (9) eine
Schlammrückführung (11) zum Zulauf (6) des Belebungsbeckens
(1) und eine Filtratleitung (12) zum Nachklärbecken (2) an
geschlossen sind.
2. Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Siebvorrichtung (9) als Trommel-Siebmaschine ausgebildet
ist, welche eine mit Filtrat beaufschlagte Rückspüleinrich
tung (16) aufweist.
3. Kläranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß als Mikrosiebe monofile Siebgewebe, vorzugsweise in
Leinen- oder Körperbindung, mit einer Maschenweite im Be
reich von 25 bis 150 µm eingesetzt sind.
4. Kläranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Siebvorrichtung (9) als Bogensieb ausgeführt ist und
eine Spaltsiebfläche mit vorzugsweise querüberströmten
Mikrospalten aufweist.
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