Verfahren und Klärbecken zur Frischwasserklärung, insbesondere zur Frischwasserklärung von Hausabwässern. Die bekannten Klärverfahren zur Klä rung von mit Fäkalien vermischten Ab wässern lassen sich in zwei Gruppen teilen; die eine Gruppe betrifft jene Verfahren, bei denen das geklärte Abwasser frisch erhal ten bleibt (Frischwasserklärung), die andere Gruppe betrifft jene Verfahren, bei denen der Schlamm in luft- und lichtdicht abge schlossenen Faulgruben verflüssigt und auf gezehrt wird (Faulverfahren).
Bei den nach dem Prinzip der mechani schen Frischwasserklärung arbeitenden Klär anlagen wird das Abwasser auf mechani schem Wege von den Sink- und Schwimm stoffen weitgehend befreit und durch die be- ondere Anordnung der Klär- und Schlamm räume wird erreicht. dass das geklärte Ab wasser frisch erhalten bleibt, also nicht fau lig wird. Der ausgeschiedene Schlamm hin gegen bleibt so lange am Boden des Schlamm raumes gelagert, bis er ausgefault ist, wo mit er einerseits an Volumen und anderseits seinen lästigen Geruch verliert. Die Beseiti gung des ausgefaulten Schlammes ist aber umständlich und kostspielig, so dass man in Fachkreisen von der sogenannten Schlamm plage spricht.
Bei den nach dem Prinzip der biologisch bakteriologischen Schlammzehrung arbeiten den Faulgruben wird das mit Fäkalien ver mischte Abwasser in licht- und luftdicht abgeschlossenen Gruben oder Absitzbecken der Einwirkung anaerober Bakterien so lange ausgesetzt, bis sich die organische Substanz, mit Ausnahme der verschwindend geringen Mengen der mineralischen Stoffe, verflüssigt haben. Der bei solchen Faulgrubenanlagen anfallende Schlamm wird also von den anaeroben Mikroorganismen aufgezehrt. Die sen Faulgruben haftet aber das Übel an, dass ihre Abflüsse fauligen Charakter aufweisen, sie haben sich daher trotz ihres Vorzuges der restlosen Schlammzehrung überlebt.
Beide Verfahren haben demnach ihre Vorzüge, aber auch ihre Nachteile. Nach der Erfindung werden die Vorzüge der beiden, ihrem Wesen nach grundverschiedenen Ver fahren vereinigt, ihre Nachteile aber ausge schaltet. Die Erfindung betrifft ein Verfah ren zur Frischwasserklärung, insbesondere von Hausabwässern, unter Benutzung von Klär- und Schlammräumen, die untereinan der in Verbindung stehen, und sie besteht darin. dass das Abwasser in einem standig licht- und luftdicht abgeschlossenen und gleichmässig temperierten Becken einer me- ehanischen Frischwasserklärung unterzogen und dass gleichzeitig der sich dabei ausschei dende Sink- und Schwimmschlamm einer biologisch-bakteriologischen Aufzehrung un terworfen wird.
Der für Erzielung dieser doppelt günstigen Wirkung erforderliche luft- und lichtdichte Abschluss der Klär anlage kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass nach Fertigstellung des Klär beckens die Aussteigeöffnung vermauert und abgedichtet und alsdann noch mit einer Erd schicht von erheblicher Stärke überdeckt wirre. Auf diese Erdüberdeckung kann wegen der schädlichen Kälte-, sowie Hitzeeinwirkungen auf die Kleinlebewelt (Bakterien) nicht ver zichtet werden.
Nach Herstellung und Abschluss der Kläranlage arbeitet dieselbe vollkommen selbsttätig. Sie besitzt weder Schieber, Ven tile. Rohrleitungen oder sonstige, der War tung bedürftige Elemente.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele des Klärbeckens, in dem die Frisch wasserklärung und die Schlammzehrung stattfindet, dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 1 einen achsialen Längsschnitt des Beckens und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 1 der einen Aus führungsform; die Fig. 3 stellt einen ach- sialen Längsschnitt des Beckens einer andern Ausführungsform dar, und die Fig. 4 einen Querschnitt nach der Schnittlinie B-B der Fig. 3: die Fig. 5 zeigt einen Eri-egera.pparat in grösserem Massstabe.
Der Schlammverflüssigungsraum 1. wird durch ein luft- und lichtdicht aus Beton her gestelltes Becken 2 umschlossen, das runden Querschnitt hat und in der Mitte durch die konisch nach oben und unten zu verlaufen den Wandungen 3 und 4 und den zylindri schen Mantelteil 5 erweitert ist. Die Wan- rlungsteile 3, 4 und 5 bilden zusammen mit einer zylindrischen Trennwand 6 einen ring förmigen Absitzraum 7 von trapezförinigem Querschnitt. Der Schlammverflüssigungs raum 1 und der Absitzraum 7 stehen durch ringförmige Schlitze 8 und 9 miteinander in Verbindung. Der Absitzraum ist also ganz unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 10 einge baut.
Das Zulaufrohr 11 für das frische aber ungeklärte Abwasser mündet ungefähr in der Mitte des Absitzraumes 7 ein, das Ablauf rohr 12 ist diametral dem Zulaufrohr 11 gegenüber angeordnet. Das ganze Klär hecken 2 ist in die Erde eingebaut, so dass die Decke des Beckens ein erhebliches Stück unter der Erdoberfläche E liegt. Das zu klärende, mit Fäkalien vermischte Abwasser gelangt durch das Zulaufrohr 11 in den ring förmigen Absitzraum 7 und strömt infolge einer keilförmigen Leitfläche 13 nach links und rechts in der Richtung der Pfeile C um die zylindrische Trennwand 6 herum. Hier bei scheiden sich durch den untern Ring schlitz 3 die Sinkstoffe aus, die auf den Bo den des Beckens gleiten, und durch den obern Ringschlitz 9 die Schwimm- und Schwebe stoffe.
Das auf diese Weise geklärte Ab wasser verlässt glas Becken in frischem Zu stand durch das Ablaufrohr 12, da es mit dem fauligen Inhalt des Schlammraumes 1 nicht ernstlich in Berührung kommt. Der obere und untere Teil des Klärbeckens 2 und die ringförmige Trennwand 6 haben unge fähr gleichen Durchmesser, so dass der Schlamm-Verflüssigungsraum durchlaufend gleichen Querschnitt hat, wodurch Wasser strömungen möglichst vermieden werden. Der sich am Boden ansammelnde Sinkschlamm und der die Schwimmschicht bildende Schwimmschlamm werden ständig infolge des Licht- und Luftabschlusses des Beckens durch die anaeroben Mikroorganismen aufge zehrt. Da sich diese Mikroorganismen, ge nährt durch die ununterbrochene Zufuhr ge löster und ungelöster organischer Stoffe.
dann in ausserordentlich rascher Weise ver mehren. wenn wesentliche Wasserströmun -;en, vermieden werden. so gelangen die anaero ben Mikroorganismen zu ausgiebigster Wir- kung. Es können sich keine organischen Stoffe im Schlammraum 1 dauernd ablagern, denn die Mikroorganismen verflüssigen min destens ebensoviel an festen Stoffen, als zu geführt wird.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist statt des kreisförmigen Quer schnittes des Beckens ein ungefähr recht eckiger Querschnitt gewählt. Das Klär becken 14 ist in der Mitte ebenfalls durch die schräg nach oben und unten zu verlau fenden Wandungen 15 und 16 erweitert, die durch die lotrechten Wandungen 17 verbun den sind. Diese Wandungen 15, 16 und 17 bilden mit den dazu symmetrisch eingebau ten Trennwänden 18 die Absitzräume 19 und 20, die durch die schmalen Längsschlitze 21 und 22 mit dem Schlammverflüssigungs raum 23 in Verbindung stehen.
Der Zufluss des ungeklärten Abwassers erfolgt durch ein Rohr 24, das in zwei sich erweiternde, schräg nach unten laufende Ka näle 25 und 26 mündet. Diese Kanäle mün den mit ihren rechteckigen Austrittsöffnun gen 27 und 28 in die mittlere Zone der Ab sitzräume 19 und 20. Das Abwasser durch strömt diese Absitzräume mit verlangsamter Geschwindigkeit, so dass die Sinkstoffe durch die untern Längsschlitze 21 und die Schwimmstoffe durch die obern Längs schlitze 22 in den Schlammverflüssigungs raum übertreten müssen. Das sich klärende Abwasser in den Absitzräumen kommt dabei mit dem fauligen Inhalt des Schlammraumes nicht ernstlich in Berührung, so dass das Abwasser frisch erhalten bleibt.
Das ge klärte Abwasser strömt durch die rechtecki gen Öffnungen 29 und 30 und durch schräge Kanäle, die genau wie die Kanäle 25 und 26 ausgebildet sind, in das Abflussrohr 31. Die Wirkungsweise der Frischwasserklärung und der Schlammaufzehrung durch die anaerobe Kleinlebewelt ist genau dieselbe wie bei dem Klärbecken nach Fig. 1 und 2.
Will man die Schlammzehrung künstlich beschleunigen, so kann dies in bekannter Weise durch Zusatz von Stoffen geschehen, die die Entwicklung der Mikroorganismen fördern oder durch Einbringen von geeigne ten Bakterienkulturen, zum Beispiel durch Zuführung von altem, bereits angefaultem Schlamm begünstigen. Da die Zusatzmittel katalysatorisch wirken, bildet sich ein für die biologisch-bakteriologische Arbeit beson ders gut vorbereiteter, sich selbst regenerie render Nährboden. Es ist übrigens bemer kenswert, dass die Beschleunigung der Schlammverflüssigung nicht nur durch die Zusatzmittel, sondern auch schon durch den Einbau eines sogenannten Erregerapparates allein erreicht wird, in erhöhtem Masse na türlich dann, wenn solche Zusatzmittel gleichzeitig mit dem Erregerapparat verwen det werden.
Diese Erregervorrichtung be steht aus einer auf dem Boden des Schlamm- zehrraumes 1 befestigten Hohlsäule 32, die in ihrem untern Teil Löcher 33 hat. In die ser Hohlsäule ist ein Rohrschaft 34 mit sich daran anschliessenden Gasrohren 35, 36 ver schiebbar geführt. Auf dem Rohr 35 ist ein Schwimmer 37 befestigt. Das den Schwim mer achsial durchsetzende Rohr 35 geht in zwei oder mehrere nach abwärts gerichtete Rohre 36 über, die unterhalb des Flüssig keitsspiegels und der gegebenenfalls vorüber gehend sich bildenden Schwimmschicht mün den. Der Innenraum 38 der Hohlsäule 32 ist der Ruhe- und Fortpflanzungsplatz der Bakterien. Von hier aus regelt sich ihre Tätigkeit ganz von selbst.
Bekanntlich sind die anaëroben Mikroorganismen grundsätzlich Feinde von Wasserströmungen und -bewe- gungen. Sobald nun das Klärbecken mit einem Stoss Abwasser beschickt wird, tritt, wenn auch nur kurz vorübergehend, ein schwaches Steigen und Fallen des Flüssig keitsspiegels 10 ein. Diese Bewegungen wer den von dem Schwimmer 37 und dem mit ihm verbundenen Rohrschaft 34 mitgemacht.
Hierdurch entstehen Wasserströmungen im Hohlraum der Säule 32, wodurch die Mikro ben, aus ihrer Ruhe aufgescheucht. die Flucht ergreifen und durch die Öffnungen 33 in den nicht beunruhigten Schlammzehrraum 1 bezw. 23 übertreten; um hier sofort ihre Schlammzehrtätigkeit aufzunehmen; mit an- dlern Worten: Dieser periodisch sich wieder holende Vorgang bedeutet nichts anderes, als die sich gerne der Trägheit hingebende Klein lebewelt mit Gewalt an die Arbeit zu treiben.
Die durch die erhöhte Bakterientätigkeit sich bildenden Gase steigen in der Hohlsäule 32 nach oben und treten durch die Tauchrohre 36 unterhalb des Wasserspiegels 10 aus, wo durch etwaige Schwimmschichtbildungen ober- und unterhalb desselben im Entstehen zersetzt werden, so dass sich eine Schwimm von nennenswerter Stärke nicht zu bilden vermag. Je nach Art des Abwassers oder auch bei grösseren Klärbecken können mehrerr, solche Erregervorrichtuxigen vor--e- sehen werden.
Die Unterstützung der Schlammzehrung durch Zusatzmittel in Verbindung mit dem Erregerapparat hat ausser dem Vorteil der Beschleunigung des Schlammzehrungsprozes ses noch den weiteren Vorteil, dass dann die Abmessungen des Klärbeckens wesentlich verkleinert -werden können, wodurch sich die Anlagekosten verringern.
Die Vorteile des neuen kombinierten Klärverfahrens sind, gleichgültig ob natür liche oder künstliche Schlammzehrung ge wählt wird, folgende: Das geklärte Abwas ser bleibt frisch, wird also nicht faulig oder infiziert, der Sehlamm wird restlos aufge zehrt, so dass er nicht entfernt zu werden braucht. Die Kläranlagen bedürfen keinerlei Wartung, denn sie arbeiten vollkommen selbsttätig, die Anordnung des licht- und luftdichten Klärbeckens unter der Erdober fläche gewährleistet eine nahezu gleich mässige Temperatur des Schlammzehrraumes. die für die Entwicklung der Bakterien sehr wesentlich ist; die Klärbecken sind infolge ihrer einfachen baulichen Ausgestaltung bil lig herzustellen; sie können insbesondere in geschlossenen Baugebieten angeordnet wer den, da sie unter der Erdoberfläche liegen und vollkommen geruchlos arbeiten.