AT624U1

AT624U1 - Verfahren zur mehrstufigen abwasserreinigung und kläranlage

Info

Publication number: AT624U1
Application number: AT0015495U
Authority: AT
Original assignee: Becker Wolfgang Dipl Ing Dr Te
Priority date: 1995-03-21
Filing date: 1995-03-21
Publication date: 1996-02-26
Also published as: EP0733595A1

Description

AT 000 624 Ul

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur mehrstufigen Abwasserreinigung, bei welchem vorgereinigtes Abwasser in zumindest einer Biokammer unter Benutzung eines ständig getauchten, von unten belüfteten Festbettkörpers biologisch behandelt und weiters in zumindest einer Nachklärkammer nachgeklärt wird. Ebenso bezieht sich die Erfindung auf eine Kläranlage zur mehrstufigen Abwasserreinigung mit zumindest einer Biokammer, in welcher ein von unten belüfteter Festbettköiper angeordnet ist, und mit zumindest einer Nachklärkammer.

Aus der AT-B-396 682 geht eine Kläranlage hervor, die aus einer großen Anzahl von Kammern besteht, welche wahlweise, z.B. über Schieber oder Rohrleitungen miteinander auf unterschiedlichste Art in Verbindung gebracht werden können, sodaß verschiedene Verfahren zur Abwasserklärung durchführbar sind, sofern die Kammern entsprechend adaptiert und geeignete Verbindungen hergestellt sind. Wie dem Dokument entnehmbar, ist die Anlage im Belebtschlammverfahren betreibbar oder aber in Verbindung mit Festbettkörpem. Auch kann mit aerobem oder anaerobem Schlamm gearbeitet werden.

Diese bekannte Kläranlage mag zwar theoretisch flexibel und für verschiedene Verfahren geeignet sein, doch ist naturgemäß der Raumbedarf der Anlage sehr groß, da auf eine bestimmte Aufgabenstellung nicht Rücksicht genommen wird, sondern die universelle Verwendbarkeit im Vordergrund steht. Insbesondere als Kleinkläranlage wird diese bekannte Kläranlage nicht ein-setzbar sein.

Die AT-B-396 684 hat ein zweistufiges Belebtschlammverfahren zum Gegenstand, wobei eine gegenseitige Schlammriickführung die Ausbildung von Mischbiozönosen begünstigt, sodaß in beiden Stufen durch Nitrifikation und Denitrifikation Stickstoffverbindungen entfernt werden können. Der Beschreibung ist entnehmbar, daß das dargelegte Verfahren in erster Linie für relativ große Anlagen (z.B. 6000 EGW) geeignet ist. Die Verwendung von Belebtschlam zusammen mit Festbettkörpem ist nicht geoffenbart und die in der Einleitung genannten Sekundärdokumente betreffen sämtliche die Entfernung von Stickstoffverbindungen aus Abwasser.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer Kläranlage, die auch für kleineren Abwasseranfall geeignet ist, z.B. für einzeln stehende Almhütten, Berghotels, etc., wobei die Anlage sowohl bei schwacher, mittlerer als auch starker Belastung problemlos arbeiten soll. 2 AT 000 624 Ul

Dabei sollen die Anforderungen an die Wartung minimal sein. Die Anlage soll mit herkömmlichen Teilen aufgebaut und nach Möglichkeit leicht transportiert werden können.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung ausgehend von einem Verfahren der eingangs angegebenen Art vor, daß das Abwasser in der Biokammer zusätzlich einer Belebtschlammbehandlung unterworfen wird, wobei Belebtschlamm als Rücklaufschlamm ständig aus der Nachklärkammer in die Biokammer rückgeführt wird.

Auch wird die Aufgabe mit einer Kläranlage der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher erfindungsgemäß eine Rücklaufleitung für Rücklaufschlamm als Belebtschlamm zwischen dem Nachklärbecken und der Biokammer sowie eine zugehörige Rücklaufschlamm-Förderein-richtung vorgesehen sind.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung samt anderer Vorteile ist im folgenden anhand einer beispielsweisen Ausfüh-rungsform erläutert, die in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigen Fig. 1 das Verfahrensschema nach der Erfindung mit externer Vorklärung, Fig. 2 ein entsprechendes Schema mit integrierter Vorklärung, Fig. 3 eine Kläranlage nach der Erfindung mit integrierter Vorklärung in Draufsicht, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3 und Fig. 6 eine Kläranlage nach der Erfindung mit externer Vorklärung in Draufsicht.

Gemäß Fig 1 wird Rohabwasser 1 einer Vorabscheidekammer 2 zugeführt, in welcher eine mechanische Vorreinigung, vor allem durch Absetzen fester Abwasserbestandteile erfolgt. Von der Vorabscheidekammer 2 gelangt mechanisch gereinigtes, d.h. vorgereinigtes Abwasser 3 in zwei hintereinandergeschaltete Biokammem 4a, 4b. Jede dieser Biokammem 4a, 4b enthält einen Tauchkörper 5a, 5b. Solche Tauchkörper, auch Festbettkörper genannt, sind dem Fachmann bekannt. Sie bestehen üblicherweise aus Kunststoff und weisen eine große Oberfläche auf, die sich im Betrieb mit einem biologisch aktiven Bakterienfilm überzieht. Jeder Kammer 4a, 4b ist weiters ein Belüfter 6a, 6b zugeordnet, der über eine Luftleitung 7 und über eine gesteuerte Ventileinrichtung 8 von einer Druckluftquelle 9, z.B. einem Kompressor, mit Druckluft versorgt wird. Die Ventileinrichtung 8 bzw. die Druckluftquelle 9 sind im allgemeinen von einer elektronischen Steuerung 10 gesteuert. Aus den Belüftern 6a, b aufsteigende, feinverteilte Luft versorgt die Tauchkörper 5a, b mit dem für die biologischen Reinigungsvorgänge erforderlichen Luftsauerstofif. Die beiden Biokammem 4a, 4b sind bei diesem Beispiel durch eine unterströmte Tauchwand 11 voneinander getrennt. 3 AT 000 624 Ul

Aus der Biokammer 4b gelangt ein Fluß 12 aus biologisch gereinigtem Abwasser und Schlammanteilen z.B. über eine überströmte Trennwand 12 in eine Nachklärkammer 13. Diese Kammer 13 besitzt einen Expansionsraum 13 a, der von dem Rest der Nachklärkammer durch ein nach oben und in Richtung des Einflusses verlaufendes, unterströmtes Schrägblech 14 getrennt ist.

In der Nachklärkammer 13 setzt sich eine Schlammschicht 15 ab. Aus dieser Schlammschicht 15 wird mit Hilfe einer hier nur schematisch angedeuteten Fördereinrichtung 16 über eine Rücklaufleitung 17 biologisch aktiver Rücklaufschlamm 18 den Biokammem 4a, b als Belebtschlamm zugeführt. Die Anlage arbeitet somit nach dem Belebtschlammverfahren kombiniert mit dem Biofilmverfahren unter Verwendung belüfteter Festkörper.

Den bekannten Vorteilen des Biofilmverfahrens steht der Nachteil gegenüber, daß es verhältnismäßig lange dauert, bis eine zunächst nicht vorhandene oder aus irgendwelchen Gründen zerstörte Biomasse (Biofilm) auf dem Festkörper aufwächst. Dieser Nachteil wird durch die Kombination mit dem Belebtschlammverfahren ausgeglichen, da durch einmalige Zugabe von Impfschlamm ein äußerst rascher Aufbau der gewünschten Reinigungsleistung möglich ist.

Die Fördereinrichtung 16 kann z.B. als Druckluftheber ausgebildet sein und Rücldaufscihlamm 18 kontinuierlich oder quasi kontinuierlich, z.B. 3 bis 4-mal pro Stunde, rückfuhren. Eine Zeitsteuerung durch die elektronische Steuerung 10 über die Ventileinrichtung 8 ist dabei empfehlenswert.

Es versteht sich, daß der Fluß 12 zwischen der Biokammer 4b und der Nachklärkammer 13 im biologisch gereinigten Abwasser Biofilmschlamm und Belebtschlamm enthält. Eine nicht gezeigte Spülung für die Tauchkörper 5a, b der Biokammem 4a, b kann vorgesehen und nach Bedarf oder periodisch betrieben werden. In der Nachklärkammer 13 wird ein bestimmter minimaler Schlammpegel eingehalten. Überschußschlamm 19 wird über eine Abführleitung 20 mittels einer Fördereinrichtung 20a, z.B. eines Drucklufthebers in eine Schlammeindickkammer 21 abgeführt, aus welcher über eine Leitung 22 Schlammüberstandswasser zu den Biokammem 4a, b gebracht werden kann. Das biologisch gereinigte Abwasser 23 verläßt die Nachklärkammer 13. Das Abfuhren des Überschußschlamms kann gleichfalls zeitgesteuert erfolgen, z.B. 1- bis 2-mal täglich oder während der Nachtstunden.

Die Variante nach Fig. 2 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen lediglich dadurch, daß sie eine integrierte, d.h. in der Anlage als solcher enthaltene Vorabscheide- und Schlammspeicherkammer 24 aufweist. In diesem Fall wird der Überschußschlamm aus der Nachklärkammer 13 über die Abfuhrleitung 20 in die Kammer 24 geführt, die somit einerseits 4 AT 000 624 Ul der mechanischen Vorreinigung des Rohabwassers 1 und andererseits der Schlammeindickung und -Speicherung dient. Eine Leitung 22 zum Abfuhren von Schlammüberstandswasser gemäß Fig. 1 entfallt natürlich. Die der Fig. 1 völlig entsprechenden anderen Anlagenteile sind nicht näher bezeichnet oder beschrieben.

Eine nähere Beschreibung einer als kompakte Kleinkläranlage ausgeführten Anlage nach der Erfindung wird im Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 5 gegeben, wobei die Kenntnis der vorangegangenen Beschreibung vorausgesetzt und weitgehend gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Die Anlage nach Fig. 3 bis 5 besteht aus einem quaderförmigen Kunststoffbecken, das durch Zwischenwände in Kammern entsprechend Fig. 2 geteilt ist. Rohabwasser 1 strömt in eine kombinierte Vorabscheide- und Schlammspeicherkammer 24 und gelangt von hier über einen Überlauf 25 in eine erste Feinentschlammkammer 26 und sodann über einen weiteren Überlauf 27 in eine zweite Feinentschlammkammer 28. Von dieser Kammer gelangt vorgereinigtes Abwasser über einen Überlauf 29 in eine erste Biokammer 4a mit einem Tauchkörper 5a und einer Belüftung 6a, unterströmt die Tauchwand 11 (vgl. Fig. 1) um in die zweite Biokammer 4b zu gelangen und verläßt diese über einen Überlauf 30, der z.B. als V-Wehr ausgebildet ist. Das gereinigte Abwasser mit Schlammanteilen gelangt nun in den Expansionsraum 13a der Nachklärkammer 13.

Die Rücklaufleitung 17 für den Rücklaufschlamm und die Abfuhrleitung 20 für den Überschußschlamm sind in Fig. 3 bzw. 5 strichliert eingezeichnet, ein Druckluftheber 16 für den Rücklaufschlamm und ein Druckluftheber 20a sind in den Fig. 3 und 5 angedeutet. Diese Heber 16, 20a werden in der anhand der Fig. 1 beschriebenen Weise mit Druckluft versorgt, doch können auch alle anderen, auf diesem Fachgebiet üblichen Fördereinrichtungen 16, 20a, z.B. Kreiselpumpen, Anwendung finden. Der Überschußschlamm kann entweder zu einem Schlammeindickbecken abgeführt oder in die Kammer 24 eingebracht werden, wie dies anhand der Fig. 2 erläutert wurde und bei dieser Ausführung auch vorgesehen ist.

Die Anlage nach Fig. 6 verwendet eine getrennte Schlammeindickkammer 21, bzw. ein entsprechendes Becken. Das Rohabwasser 1 gelangt in eine ebenfalls getrennte Vorabscheide-kammer 2 bzw. ein Becken, gegebenenfalls natürlich in mehrere, hintereinandergeschaltete Vorabscheider, und als vorgereinigtes Abwasser 3 sodann in die Biokammer 4a. Über eine Leitung 22 kann Schlammüberstandswasser aus der Kammer 21 entweder in die Vorabscheidekammer oder unmittelbar in die erste Biokammer 4a geführt werden. Überschußschlamm gelangt aus der Nachklärkammer 13 (vgl. Fig. 3) über die Abfuhrleitung 20 in die oben erwähnte 5 AT 000 624 Ul

Schlammeindickkammer. Im übrigen gleichen Funktion und Aufbau der Anlage nach den Fig. 3 und 5.

Eine Kläranlage nach der Erfindung kann so leicht und kompakt gebaut werden, daß sie auch flugtransportfähig ist und somit problemlos in entlegenen Gebirgsgegenden einsetzbar ist. Wenngleich vorstehend eine Quaderform der Anlage und der Kammern beschrieben wurde, sollte es klar sein, daß die Anlage und/oder die Kammern z.B. auch zylindrisch oder wabenformig sein können. Auch ist die Verwendung anderer Materialien, z.B. Leichtmetall, möglich, welche den Kunststoff ganz oder teilweise ersetzen können. Die Anlage ist wenig störanfällig, da sie kaum bewegte Teile enthält. Im einfachsten Fall muß lediglich ein Luftverdichter vorgesehen sein, der, ebenso wie die elektronische Steuerung entweder von einem üblichen Stromnetz (220 V/380 V) versorgt werden kann, oder von einem lokalen 12 Volt oder 24 Volt-Netz, das auch von Fotozellen gespeist sein kann. Die Steuerung ist als solche sehr einfach, da z.B. nicht mehr als 3 Luftventile zu steuern sind. Der Höhenverlust in der Anlage kann äußerst gering, z.B. 15cm, gehalten werden. Abhängig von der Art und Menge des anfallenden Abwassers sowie von den Anforderungen an das gereinigte Abwasser kann die Zugabe von Fällmitteln vorgesehen sein. Auch die Fällmittelzugabe kann automatisch gesteuert werden. 6

Claims

AT 000 624 Ul Ansprüche 1. Verfahren zur mehrstufigen Abwasserreinigung, bei welchem vorgereinigtes Abwasser in zumindest einer Biokammer unter Benutzung eines ständig getauchten, von unten belüfteten Festbettkörpers biologisch behandelt und weiters in zumindest einer Nachldärkammer nachgeklärt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in der Biokammer zusätzlich einer Belebtschlammbehandlung unterworfen wird, wobei Belebtschlamm als Rücklaufschlamm ständig aus der Nachldärkammer in die Biokammer rückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklaufschlamm kontinuierlich rückgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklaufschlamm periodisch, z.B. 3 bis 4-mal/Stunde rückgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Überschußschlamm aus der Nachklärkammer in eine Schlammeindickkammer abgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schlammüberstandswasser aus der Schlammeindickkammer zu der Biokammer rückgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Überschußschlamm aus der Nachklärkammer in eine kombinierte Vorabascheide- und Schlammspeicherkammer abgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überschußschlamm in Abhängigkeit von dem Schlammanfall mehrmals, z.B. 1 bis 2-mal täglich abgeführt wird. 7 AT 000 624 Ul
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der biologische Behandlungsschritt zwei- oder mehrstufig, in zumindest zwei hintereinandergeschalteten Biokammera durchgefiihrt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückfuhren des Rücklaufschlamms in die Biokammer durch einen Druckluftheber mittels Druckluft erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfuhren des Überschußschlammes durch einen Druckluftheber mittels Druckluft erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Druckluft einer Druckluftquelle über ein zeitgesteuertes Ventil der Biokammer, dem Heber für Rücklaufschlamm und dem Heber für Überschußschlamm zugeführt wird.
12. Kläranlage zur mehrstufigen Abwasserreinigung mit zumindest einer Biokammer (4a, b), in welcher ein von unten belüfteter Festbettkörper (5a, b) angeordnet ist und mit zumindest einer Nachklärkammer (13), dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücklaufleitung (17) für Rücklaufschlamm (18) als Belebtschlamm zwischen der Nachklärkammer (13) und der Biokammer (4b) sowie eine zugehörige Rücklaufschlamm-Fördereinrichtung (20a) vorgesehen sind.
13. Kläranlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufschlamm-Fördereinrichtung als Druckluftheber (16) ausgebildet ist.
14. Kläranlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei hintereinander geschaltete Biokammem (4a, 4b) vorgesehen sind.
15. Kläranlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Biokammem (4a, 4b) durch eine unterströmte Tauchwand (11) voneinander getrennt sind.
16. Kläranlage nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abführleitung (20) für Überschußschlamm (19) zwischen der Nachklärkammer (13) und einer Schlammeindickkammer (21) vorgesehen ist. 8 AT 000 624 Ul
17. Kläranlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfuhrleitung (20) ein Druckluftheber (20a) zugeordnet ist.
18. Kläranlage nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine insbesondere elektrisch betriebene Druckluftquelle (9) vorgesehen ist, die mit der Belüftung (6a, 6b) der Biokammer (4a, 4b) sowie mit dem Druckluftheber (16) für den Rücklaufschlamm verbunden ist.
19. Kläranlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Druckluftquelle (9) und den Druckluftheber (16) ein von einer elektronischen Steuereinheit (10) gesteuertes Magnetventil (8) geschaltet ist.
20. Kläranlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckluftquelle (9) und den Druckluftheber (20a) für den Überschußschlamm ein von der elektronischen Steuereinheit (10) gesteuertes Magnetventil (8) geschaltet ist.
21. Kläranlage nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß für die Druckluftheber (16, 20a) des Rücklauf- und des Überschußschlamms und für den Belüfter (6a, b) der Biokammer (4a, b) ein von der Steuereinheit (10) gesteuertes Mehrwegeventil (8) vorgesehen ist.
22. Kläranlage nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Biokammer (4b) und der Nachklärkammer (13) eine überströmte Trennwand (12) vorgesehen ist; auf welche in der Nachklärkammer (13) ein Expansionsraum (13a) folgt, der von dem Rest der Nachklärkammer durch ein nach oben und in Richtung der Trennwand verlaufendes, unterströmtes Schrägblech (14) getrennt ist.
23. Kläranlage nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest eine Vorabscheidekammer (2, 24) aufweist.
24. Kläranlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abführleitung für Überschußschlamm zwischen der Nachklärkammer (13) und der Vorabscheidekammer (24) vorgesehen ist. 9