DE29915706U1 - Einrichtung zur biologischen Abwasserbehandlung - Google Patents

Description

GULDE HENGELHAUPT ZIEBIG PATENTANWÄLTE

European Patent Attorneys

Berlin - München

GULDE HENGELHAUPT ZIEBIG Lützowplatz 11-13, 10785 Berlin

Klaus W. Guide, Dipl.-Chem. Jürgen D. Hengelhaupt, Dipl.-Ing. Dr. Marlene K. Ziebig, Dipl.-Chem. Dieter A. Dimper, Dipl.-Ing.*

Lützowplatz 11-13 D-10785 Berlin

Tel.: 030/264 13 30 Fax: 030/264 18 38 e-mail: PatentAttorneys.GHZ@t-online.de

Unser Zeich./our reference GM26899DE-HH Datum/date 31.08.1999

INTREC GmbH Paradiesstraße 2 08 A 12526 Berlin

Abwassertechnik Schütte GmbH Rapsweg 53
12683 Berlin

IEV Gesellschaft für innovative Entsorgungsverfahren mbH Hieronymusweg 1 13509 Berlin

Einrichtung zur biologischen Abwasserbehandlung

II··

Einrichtung zur biologischen Abwasserbehandlung Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine biologischen Abwasserbehandlung.

Einrichtung zur

Zur biologischen Behandlung sowohl von Abwässern aus dem kommunalen, privaten als auch aus dem industriellen Bereich sind Anlagen mit mehreren Becken bekannt, die durch Überläufe oder durch Pumpen miteinander verbunden sind. In der Regel sind ein Vorklärbecken, ein biologisches Klärbecken und ein Nachklärbecken vorhanden. Im biologischen Klärbecken werden organische Stickstoffverbindungen unter Sauerstoffzufuhr über Nitrit zu Nitrat oxidiert(Nitrifizierung). Zeitlich versetzt oder örtlich getrennt in einem weiteren Becken kann sich eine Denitrifizierungsphase anschließen, bei der die Bakterienkulturen, zum Beispiel durch Abschalten der Belüftung, unter Sauerstoffmangel gesetzt werden und so das Nitrat zu freiem Stickstoff und Kohlensäure reduzieren, die in die Umgebungsluft entweichen.

Mit der Methode zur Ansiedlung der Bakterienkulturen in der biologischen Reinigungsstufe haben sich hierbei

sogenannte Festbetten bewährt. Die Festbetten sind Körper, die von dem Abwasser umströmt werden und die den Bakterien eine entsprechend große Aufwuchsfläche bieten. Zum Beispiel kann ein solches Festbett aus röhrenförmigen Hohlkörpern bestehen, die senkrecht stehend in einem Klärbecken im Bereich einer Aufwärtsoder Abwärtsströmung des Abwassers angebracht sind. Festbetten bieten den Bakterien optimale Aufwuchsmöglichkeiten und erhöhen so erheblich die volumetrische Klärleistung eines Beckens.

Andererseits sind zur Klärung geringbelasteter und in begrenzter Menge anfallender Abwasser Klärteichkombinationen bekannt, die ohne Belüftungs- und Umwälzanlagen arbeiten und die mit geringem Investitionsaufwand zu erstellen sind. Sie bestehen aus mehreren durch Überläufe miteinander verbundenen, künstlich angelegten Teichen geringer Tiefe, die eine große Wasseroberfläche besitzen, eventuell mit Schilf bepflanzt sind und die aufgrund der natürlichen biologischen Wasserklärung eine Wasserreinigung bewirken. Durch den nur geringen Sauerstoffeintrag in den Teichen ist die Klärleistung allerdings sehr begrenzt. Zwar sind die Investitions- und Betriebskosten gegenüber den Becken weitaus geringer, es werden aber große Flächen gebunden, die an eine steigende Abwasserlast nur durch weitere flächenmäßige Erweiterung angepasst werden können. Außerdem wird bei Überlastung die Geruchsbelästigung schnell sehr groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur biologischen Abwasserbehandlung anzugeben, mit der auch mit geringem investiven Aufwand eine hohe Klärleistung erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Danach werden die Vorteile von Klärbecken mit Festbetten mit den Vorteilen von Klärteichen kombiniert. In vorhandene oder neu zu schaffende Klärteiche wird eine schwimmende Festbettkonstruktion eingebracht, die ohne die zusätzlichen Behälterkonstruktionen der klassischen Bioklärwerkstechnik auskommt. Zweckmäßig wird der Rahmen der Festbettkonstruktion mit mehreren Schwimmkörpern versehen, die beispielsweise als hohle oder ausgeschäumte Pontons aus säure- und basenbeständigem Kunststoff ausgebildet sind und die oben an dem Festbett-Rahmen befestigt sind.

Von unten wird das Festbett über eine in den Rahmen eingehängte Belüftungsapparatur belüftet, so dass sich bei Belüftung des Festbetts eine Wasserwalze bildet, das heißt, dass das Wasser im Festbett durch die aufsteigenden Luftbläschen mit hoch bewegt wird, an den am Festbett wachsenden Bakterienkulturen vorbeiströmt, die dabei Sauerstoff und Nährstoffe aus dem Abwasser aufnehmen und an der Seite des Festbetts wieder abströmt, wobei es dann vom Festbett abgelöste und eventuell abgestorbene Bakterienfäden mitnimmt, die sich auf dem Grund des Gewässers als Klärschlamm sammeln. Mit einer zusätzlichen Schlammabsaugeinrichtung kann dieser dann gegebenenfalls abgesaugt werden. Ansonsten muss der Klärschlamm in dem Gewässer von Zeit zu Zeit mittels Saugbagger abgesaugt werden.

Wie auch in einer Klärbeckenanlage kann.der Klärprozess in eine aerobe und eine anaerobe Phase aufgeteilt

• ··· &igr;

• ·€

werden, wenn die Belüftung zeitweise abgeschaltet und die Wasserwalze, also die Aufwärtsbewegung des Wassers innerhalb des Festbetts, durch andere Maßnahmen aufrechterhalten wird. Hierzu kann zum Beispiel eine Flügelradpumpe unterhalb des Festbetts vorgesehen sein,. die für eine leichte Aufwärtsbewegung des Wassers sorgt. Gegebenenfalls kann auch eine Pumpe verwendet werden, mit der das Wasser außerhalb, des ·Festbetts angesaugt wird und die das Wasser dann unterhalb des Festbettes in vertikaler Richtung wieder einströmen lässt.

In vorteilhafter Weise wird der Lüfter bzw. das Gebläse der Belüftungsapparatur so angeordnet, dass er sich im schwimmenden Zustand der Einrichtung unterhalb der Wasseroberfläche befindet, wobei er mit einem über die Wasseroberfläche hinausragenden Luftansaugrohr verbunden ist.

Um den Lüfter vor Spritzwasser zu schützen, ist das Luftansaugrohr zweckmäßig oben um 180° abgebogen.

Die Belüftungsapparatur wird zweckmäßig in den Rahmen eingehängt und ist über ein zweigeteiltes Luftzuführungsrohr mit dem Lüfter verbunden, dessen zum Lüfter und zur Belüftungsapparatur führende Teile bis über die Wasseroberfläche hochgeführt und dort lösbar miteinander verbunden sind.

Das Festbett besteht vorteilhaft aus mehreren Festbettkörpern, die separat in den Rahmen eingesetzt werden können.

Um die Einrichtung warten zu können, kann der Rahmen mit einer begehbaren Plattform versehen sein, von der

aus Anlagenteile montiert, werden können.

demontiert und gewartet

Die Einrichtung wird für Teichkläranlagen sinnvoll etwa in einer Größe von 4 &khgr; 4 Metern hergestellt, wobei dann mehrere in einem Klärteich angeordnet werden und mit Seilen, Ankern oder anderen Hilfsmitteln im Teich oder am Ufer verspannt werden. ■

Mit der Einrichtung lässt sich die Kapazität von bestehenden oder neu anzulegenden Klärteichen wesentlich vergrößern. Die Kosten für die Kapazitätserweiterung liegen jedoch deutlich niedriger als die für eine klassische Festbettkläreinrichtung mit Beton- oder Stahlklärbecken.

Die Einrichtung ist auch zur Renaturierung von überbelasteten Seen und Teichen geeignet, da sie sich einfach transportieren läßt, lediglich einen Stromanschluss benötigt und so auch temporär eingesetzt werden kann.

Für kleine Gewässergrößen, zum Beispiel Gartenteiche, Pools bis hin zu Aquarien, sind nach dem Erfindungsprinzip aufgebaute Einrichtungen geeigneter Größe ebenfalls für einen temporären Einsatz denkbar.

Der Umstand, dass die Kläreinrichtung auch nur zeitweise in Abhängigkeit von der Wasserbelastung eingesetzt bzw. eingeschaltet werden kann, macht sie auch für die Klärung in abgelegenen Gebieten oder in Anlagen mit intermittierendem Abwasseranfall, wie Landhotels, Jugendherbergen, Landschulheime etc. besonders geeignet.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 den Aufbau der Einrichtung in Seitenansicht und

Fig. 2

den Aufbau der Einrichtung in Draufsicht.

Die Figuren zeigen den prinzipiellen Aufbau eines „schwimmenden Festbetts" zum Beispiel für eine Teichkläranlage. An sechs Schwimmern 1 ist ein Rahmen 5 befestigt, in den mehrere Festbettkörper 3" so eingehängt sind, dass der gesamte Innenraum des Rahmens 5 nahezu ausgefüllt ist. Die Festbettkörper 3, von denen in Fig. 2 nur ein einzelnes dargestellt ist, bestehen jeweils aus einer Mehrzahl von Röhren von ca. 60 cm Länge. Ebenfalls in den Rahmen 5 eingehängt ist eine Belüftungsapparatur 6 mit Belüftungskörpern 2. Die Belüftungskörper 2 sind in üblicher Weise mit geschlitzten Gummimembranen abgedeckt, so dass sich im unbelüfteten Zustand an den Belüftungsöffnungen keine Algen absetzen können. Die Belüftungsapparatur 6 wird von einem Lüfter 4 mit Luft versorgt, die von diesem über ein Luftansaugrohr 7 oberhalb des Wasserspiegels angesaugt wird. Der Lüfter 4 selber befindet sich unterhalb der Wasseroberfläche, so dass sein Motor durch das Wasser gekühlt wird.

Ein Luftzuführungsrohr 8 zur Belüftungsapparatur 6 ist zunächst nach oben bis über den Wasserspiegel geführt, dort geteilt und mit einer Rohrverbindung verbunden. Zur Herausnahme einmal des Lüfters 4, zum anderen der Belüftungsapparatur 6 wird die Rohrverbindung dann einfach gelöst.

Oberhalb des Lüfters 4 befindet sich auf dem Rahmen 5 eine hier nicht gezeigte begehbare Plattform, zum Beispiel in Form eines Gitterrostes.

Durch die an den Belüftungskörpern 2 aufperlende Luft, mit der das Teichwasser gleichzeitig eine Aufwärtsströmung erfährt, wird der sich an den Festbettkörpern 3 sehr schnell bildende Bakterienrasen ständig mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt und so sehr effektiv eine Wasserreinigung bewirkt. Sich aus den Festbettkörpern 3 ablösende Bakterien werden von dem Wasserkreislauf nach oben mitgenommen, seitlich weggespült und sedimentieren dann auf dem Teichgrund.

Für eine anaerobe Phase wird der Lüfter 4 ausgeschaltet und eine Umwälzpumpe 9 eingeschaltet, mit der Abwasser angesaugt und in ein Spülsystem 10 gedrückt wird, so dass es innerhalb des Festbetts aufsteigt, wobei ein anaerober Klärprozess einsetzt, bei dem u. a. aus vorher gebildeten Nitriten freier Sauerstoff und Kohlendioxid erzeugt werden, die über die Wasseroberfläche entweichen.

Bezugszeichenliste

1	Schwimmer
2	Belüftungskörper
3	Festbettkörper
4	Lüfter
5	Rahmen
6	Belüftungsapparatur
7	Luftansaugrohr
8	Luftzuführungsrohr
9	Umwälzpumpe

10 Spülsystem

Claims (9)

1. Einrichtung zur biologischen Abwasserbehandlung, gekennzeichnet durch ein in ein zu klärendes Gewässer tauchbares, an einem schwimmfähigen Rahmen (5) angebrachtes, von unten über eine Belüftungsapparatur (6) mindestens zeitweise belüftetes Festbett.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (5) mit Schwimmkörpern (1) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine einen Aufwärts-Wasserstrom im Festbett erzeugende Pumpe (9) aufweist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Belüftungsapparatur (6) verbundener Lüfter (4) so angeordnet ist, dass er sich im schwimmenden Zustand der Einrichtung unterhalb der Wasseroberfläche befindet, wobei er mit einem über die Wasseroberfläche hinausragenden Luftansaugrohr (7) verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftansaugrohr (7) oben um 180° abgebogen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (5) mit einer begehbaren Plattform versehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (5) mit Seilen am Ufer des zu klärenden Gewässers abgespannt ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsapparatur (6) über ein zweigeteiltes Luftzuführungsrohr (8) mit dem Lüfter (4) verbunden ist, dessen zum Lüfter (4) und zur Belüftungsapparatur (6) führende Teile bis über die Wasseroberfläche hochgeführt und dort lösbar miteinander verbunden sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Festbett aus mehreren, separat befestigten Festbettkörpern (3) besteht.