Kläranlage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kläranlage zur biologischen Reinigung von Abwässern nach dem Belebtschlammverfahren, mit einem Belebungsraum und einem nachgeschalteten Nachklärraum.
Bei den bekannten Anlagen dieser Art ist sowohl der Belebungsraum wie auch der Nachklärraum in offenen Becken verschiedenster Formen untergebracht. Diesen Becken ist gemeinsam, dass sie, gerade weil sie offen sind, in der Regel als in den Erdboden eingelassene Betonbecken ausgeführt sind. Abgesehen von hohen Erstellungskosten benötigt diese Bauweise verhältnismässig viel Grundfläche, weil die zwei Becken zwangsläufig mit einem grösseren oder kleineren Abstand nebeneinander angeordnet werden müssen.
Ausserdem lassen sich die Vorgänge, die sich im aktiveren , nämlich im Belebungs- oder Belüftungsbekken abspielen, nur mit der darin wirksamen Belüftungseinrichtung beeinflussen, da der Flüssigkeitsspiegel in diesem Becken mit der Umgebungsluft in Berührung steht. Dies wurde zwar bisher als Vorteil angesehen, weil von der Annahme ausgegangen wurde, dass je grösser die mit der Umluft in Berührung stehende Fläche sei, desto besser müsse auch die Durchlüftung sein. Die bisherige Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass der Anteil der im Belebungsbecken durch die mit der Umluft in Berührung stehende Fläche des Flüssigkeitsspiegels allein erzielbare Belüftung gegenüber dem mit der Belüftungseinrichtung erzielbaren Durchlüftung verschwindend klein ist.
Von dem Gesichtspunkt der Durchlüftung aus gesehen gibt sich somit bei dieser Sachlage die offene Bauweise der Belebungsbecken als kaum gerechtfertigt zu erkennen.
Abgesehen davon birgt diese Bauweise gewisse Gefahren insofern in sich, als es trotz Umzäunung der Becken immer wieder vorkommt, dass Wildtiere, z.B. Katzen, Nager, oder sogar Menschen bei eingeschalteter Belüftung in das Becken fallen, was ein Stillsetzen der Belüftungseinrichtung, somit einen unerwünschten Betriebsunterbruch zur Folge hat. Schliesslich soll nicht unberücksichtigt bleiben, dass offene Belebungsbecken eine Immissionsquelle für Lärm, oftmals unangenehme Gerüche und für Wasserstaub bilden, wobei letzterer in der kalten Jahreszeit zu störenden Eisbildungen führen kann.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Anlage der eingangs genannten Art, die sich in ihrer Bauweise wesentlich vom bisher üblichen unterscheidet.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Belebungsraum derart auszugestalten, dass einerseits alle Einflüsse auf dessen Inhalt unter Kontrolle bleiben und dass andererseits der Inhalt des Belebungsraumes keinen Einfluss auf die Umgebung ausüben kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die vorgeschlagene Kläranlage erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Belebungsraum in einem allseits abgeschlossenen Raum untergebracht ist, in den die Verbindungsleitungen zum Nachklärraum sowie mindestens eine Zu führleitung für ein sauerstoffhaltiges Gas münden.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgenstandes sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 in schematischem Vertikalschnitt eine Kläranlage mit rechteckigem Nachklärbecken,
Fig. 2 die Anlage der Fig. 1 in schematischem Aufriss, und
Fig. 3 in schematischem Vertikalschnitt eine zweite Ausführungsform.
Man erkennt in den Fig. 1 und 2 eine Kläranlage mit einem rechteckigen, langgestreckten Nachklärbecken 1, das umgeben ist von einem Belebungsraum 2, der in einem ringförmigen, im Querschnitt kreisrunden Rohrtunnel 3 unterirdisch rund um das Nachklärbecken 1 herum verlegt ist. Der Tunnel kann, wie im Grundriss der Fig. 2 angedeutet ist, aus aneinander angeschlossenen Rohrsegmenten aus Kunststoff (z.B. glasfaserverstärktes Polyesterharz), Asbestzement, Beton oder Stahl zusammengesetzt sein.
Die in diesen Tunnel mündenden Leitungen sind nur schematisch angegeben. Es sind dies: ein Schlammablauf 4 vom Belebungsraum 2 in das Nachklärbecken 1 und zwar in dessen Stirnseite, die als Sedimentationsraum 5 mit einem Schlammsumpf 6 ausgebildet ist. Es versteht sich, dass in den Schlammablauf 4 eine Pumpe sowie Ventile (beide hier nicht dargestellt) eingebaut sein können, damit das Umfüllen vom Belebungsraum 2 in das Nachklärbecken 1 gesteuert werden kann. Vom Schlammsumpf 6 führt eine (gegebenenfalls auch mit einer Pumpe versehene) Schlamm-Rückführleitung 7 in die Nähe der Saugseite eines Propellers 15, der noch zu beschreiben sein wird.
Vom Flüssigkeitsspiegel im Nachklärbecken führt eine Rückführleitung 9 für Schwimm- und Schwebestoffe ebenfalls zurück in den Belebungsraum 2. Der Eingang zu dieser Rückführleitung 9 befindet sich zwischen zwei Wänden 11, 12, die im Nachklärbecken 1 eine Beruhigungszone definieren, in die auch ein Kettenräumer 13 mündet, der den am Boden des Nachklärbeckens 1 sich ansammelnden Schlamm dem Schlammsumpf 6 und über die Leitung 7 wieder dem Belebungsraum zuführt. An dem dem Sedimentationsraum 5 gegenüberliegenden Ende des Nachklärbeckens 1 sind Ablaufrinnen 10 vorhanden, die das nachgeklärte Wasser aus dem Becken ausfliessen lassen.
Damit die Zirkulation der Flüssigkeit im Belebungsraum sichergestellt bleibt, ist eine Umwälzpumpe in der Art eines angetriebenen Propellers 15 vorgesehen, der über eine Motor-Getriebeeinheit 14 angetrieben ist. Die Zufuhr von Luft zum Belebungsraum erfolgt über eine Leitung 16, die von einer Luftaufbereitungsanlage 17 ausgeht, die in diesem Fall ein über einen Filter 19 ansaugendes Gebläse 18 aufweist. Die Leitung 16 mündet auf der Druckseite des Propellers 15 in den Belebungsraum 2.
Die Leitung 16 kann auch oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Belebungsraum 2 münden. Falls sie, wie dargestellt, unterhalb des Flüssigkeitsspiegels einmündet, erfolgt bereits in diesem Bereich eine mit der Druckluftbelüftung vergleichbare Belüftung, die noch durch die Wirkung des Propellers 15 unterstützt wird. Dies schliesst jedoch eine zusätzliche Oberflächenbelüftung nicht aus, da der Belebungsraum 2 ja ringförmig ausgebildet ist und wegen des Propellers 15 einen steten Flüssigkeitsumlauf aufweist. So kann z.B. an einer von der Einmündung Leitung 16 in den Belebungsraum 2 entfernten Stelle ein herkömmlicher Oberflächenbelüfter 20 (gestrichelt eingezeichnet) eingebaut werden, der eine zusätzliche Belüftung der Flüssigkeit mit dem allenfalls über dem Flüssigkeitsspiegel befindlichen Luftpolster bewirkt.
Es versteht sich, dass der Belebungsraum 2 für allfällige Kontrollgänge zugänglich ist, z.B. über Einstiegluken 21, in die auch die Entlüftungsöffnungen eingebaut sein können, die notwendig sind, damit überhaupt dem Belebungsraum Luft zugeführt werden kann. Bedenkt man, dass der Belebungsraum 2 vollständig unterirdisch und abgedeckt angelegt wird, so werden die Vorteile der dargestellten Anlage offensichtlich. Die Grundfläche über dem Tunnel 3 bleibt weitgehend, d.h. mit Ausnahme der Stellen wo Antriebsmotoren, Einstiegluken und die Luftaufbereitungsanlage angeordnet sind, nutzbar. Die Vorgänge im Belebungsraum sind vollständig beherrschbar, weil ein unkontrollierter Kontakt mit der Umgebungsluft nicht vorhanden ist. Die Temperaturen im Belebungsraum sind von den atmosphärischen Temperaturen weitgehend unabhängig.
Es entsteht kaum ein von aussen hörbarer Lärm, Immissionen in die Atmosphäre in Form von Wasserstaub und von Gerüchen sind unterbunden.
Dazu kommt noch eine verhältnismässig billige und dennoch bezüglich Festigkeit einwandfreie Bauweise, die keiner weiteren Schutzmassnahmen (Umzäunung) be darf.
In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, das sich von der ersten Anlage vor allem durch ein zentralsymmetrisches Nachklärbecken 22 (z.b.
quadratisch, vieleckig oder kreisrund) unterscheidet. Um das Nachklärbecken herum und unterirdisch ist wiederum in Form eines ringförmigen Tunnels 23 der Belebungsraum 24 angelegt, der über eine Leitung 24 mit einem Dükerrohr 25 in der Mitte des Nachklärbeckens verbunden ist, welches seinerseits von einem Sedimentationsrohr 26 umgeben ist. Nicht dargestellt sind allfällige in der Leitung 24 eingebaute Ventile und/oder Förderpumpen.
In der Mitte der Sohle des Nachklärbeckens ist ein Schlammsumpf 27 vorgesehen von dem eine Schlamm Ablauf- oder -Rückführleitung 28 ausgeht. Im Nachklärbecken ist auch eine drehbare und zentripetal wirkende Schlammräume 29 angeordnet.
Von einer oberidisch angeordneten Luft- oder Gasaufbereitungsanlage 30 geht eine Leitung für den im Belebungsraum 24 notwendigen Gasbedarf aus und mündet bei 32 unter dem Flüssigkeitsspiegel in den Tunnel 23. Dabei ist die Mündung 32 das Ende eines Rohrkrümmers 33, so dass die von der Anlage 30 unter Druck zugeführte Luft nicht nur durch die Flüssigkeit hochperlt sondern allmählich eine Zirkulation im Tunnel 23 hervorruft. Auch hier kann die Belüftung mittels eines die Tunnelwand durchstossenden Oberflächenbelüfters unterstützt werden.
Aus dem vorstehend Gesagten dürfte hervorgehen, dass die erfindungsgemässe Anlage dem Fachmann grössere als bisher übliche Möglichkeiten lässt, die vorhandene Grundfläche auszunützen, den Betrieb der Anlage genau auf die anfallenden Abwässer einzustellen und im wesentlichen ohne auf Witterungseinflüsse Rücksicht nehmen zu müssen.
Die vorgeschlagene Anlage kann mit Belebungs- und Nachklärräumen beliebiger Form ausgelegt werden. Die Belüftung kann in der Art einer Druckbelüftung mit Luft oder sauerstoffangereicherter Luft, oder aber auch mit einem oder mehreren Oberflächenbelüftern erfolgen.