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Anlage zur Reinigung von Abwasser
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================================= Die Erfindung betrifft eine Anlage
zur Reinigung von Abwasser entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei Abwasserreinigungsanlagen sind Schachtbelebungsbecken bekannt,
die sich etwa 40 bis 150 m tief,aber auch flacher und tiefer in das Erdreich erstrecken.
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In diesen Schachtbelebungsbecken wird das Abwasser in die Tiefe geleitet,
wobei es einem erhöhten Sauerstoffpartialdruck und einer langen Einwirkzeit unterliegt.
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Danach wird das Abwasser einem Nachklärbecken zugeführt, das auf Abstand
neben dem Schachtbelebungsbecken angeordnet ist. Ein Nachteil einer solchen Abwasserreinigungsanlage
besteht darin, daß durch die getrennte Nebeneinanderanordung der Becken ein erheblicher
Platzbedarf erforderlich ist, was bei der Planung und Herstellung der Abwasserreinigungsanlage
bei einem zumeist nur begrenzt zur Verfügung stehenden Geländeraum vielfach erhebliche
Schwierigkeiten bereitet und zudem kostenaufwendig ist. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, daß zwischen dem Schachtbelebungsbecken und dem Nachklärbecken zusätzliche
Verbindungsleitungen verlegt werden müssen, wobei durch die eine Verbindungsleitung
das aus dem Schachtbelebungsbecken heraustretende Abwasser zum Nachklärbecken führt
und die andere Verbindungsleitung den
sogenannten Rücklaufschlamm
vom Nachklärbecken zum Schachtbelebungsbecken zurückführt. Aufgrund der Verbindungsleitungen
treten somit weitere arbeits- und kostenaufwendige Belastungen auf. Zudem ist es
zur Gewährleistung eines störfreien Klärbetriebs erforderlich, die Verbindungsleitungen
regelmäßig zu reinigen bzw. zu warten, was sich auf eine wirtschaftliche Abwasserreinigung
nachteilig auswirkt, Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Anlage
zur Reinigung von Abwasser der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß
sowohl eine Platzeinsparung als auch eine Einsparung zusätzlicher Verbindungsleitungen
zwischen dem Schachtbelebungsbecken und dem Nachklärbecken erzielt wird und eine
Reduzierung des Arbeits-und Kostenaufwandes sowohl bei der Hertellun als auch beim
Betrieb der Reinigungsanlage möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kennzeichnungsteil des
Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet#.
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Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß das Schachtbelebungsbecken
und das Nachklärb ecken eng zus atnm engefaßt sind, so daß eine einzige, kompakte
Baueinheit gegeben ist, wobei sich das Nachklärbecken direkt über dem Schachtbelebungsbecken
befindet, so daß nur eine einzige Grundfläche beansprucht wird, die im wesentlichen
ausschließlich durch den Flächenbedarf des Nachklärbeckens
bestimmt
wird. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß bei äußerst geringem Platzbedarf eine
höchleistungsfähige Abwasserreinigungsanlage ausgesprochen kostengünstig erstellt
werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß aufgrund der direkten baueinheitlichen
Verbindung des Schachtbelebungsbeckens mit dem Nachklärbecken auf zusät zli öhe
Verbindungsleitungen für die Abwassereinführung vom Schachtbelebungsbecken in das
Nachklärbecken und für die Schlammru##ckführung vom Nachklärbecken zum Schachtbelebungsbecken
in vollem Umfang ver-#zichtet werden kann, da die Abwassereinleitung und SchI ammrü
ckführung durch die Erfindung baueinheitlich integriert ist. Dies wirkt sich auf
die Herstellung und den Abwasserreinigungsbetneb der Anlage günstig#aus, da Bau-
und Wartungsarbeiten für zusätzliche Verbindungsleitungen zwischen den Becken, wie
sie bei den bekannten Abwasserreinigungsanlagen erforderlich sind, ni cht anfallen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellang bevorzugte
Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar: Fig. 1 eine Schnittansicht
einer erfindungsgemäßen Abwass erreinigungsanlage, Fig. 2 eine Schnittansicht einer
anderen Ausführungsform der Abwasserreinigungsanlage mit am Boden des Nachklärbeckens
ausgebildetem Schlammsammeltrichter, Fig. 3 eine Schnittansicht einer Abwasserreinigungsanlage
ähnlich
der Fig. 2, jedoch mit einer anders gestalteten Wasserführung im Schachtbelebungsbecken
und Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Abwasserreinigungs anlage mit einem insgesamt trichterförmig steil abfallenden Boden
des Nachklärbeckens.
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Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Abwasserreinigungsanlagen
weisen ein Schachtbelebungsbecken 1 und ein Nachklärbecken 2 auf, die zu einer einzigen
kompakten Baueinheit zusammengefaßt sind, wobei sich das Schachtbelebungsbecken
1 erlindungsgemäß direkt unter dem Nachklärbecken 2 im Bereich des Bodens 8 befindet.
Das röhrenförmige Schachtbelebungsbecken 1, das bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen
einen runden Querschnitt aufweist, jedoch im Rahmen der Erfindung im Querschnitt
auch polygonal ausgeführt sein kann, besitzt einen Außenmantel 18 und unten einen
Abschlußboden 32. Das Nachklärbecken 2 ist ebenfalls rund ausgebildet und von einer
sich vom Boden 8 nach oben erstreckenden Außenwandung 33 begrenzt.
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Das Schachtbelebungsbecken 1 und das Nachklärbecken 2 sind zueinander
koaxial angeordnet, so daß sich das Schachtbelebungsbebcken 1 vom Mittenbereich
des Bodens 8 aus nach unten erstreckt.
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An der einen Seite des Nachklärbeckens 2 ist neben dessen Außenwandung
33 ein Zulaufschacht11 angeordnet, durch den das zu reinigende , eventuell bereits
mechanisch vorgereinigte Abwasser zugeführt wird, das durch eine Zulaufleitung 12,
die vom Zulaufschachtll unter dem Boden 8
des Nachklärbeckens 2
zum Schachtbelebungsbecken 1 verlegt ist, in einen Abwärtsströmungskana1 34 des
Schachtbelebungsbeckens 1 gelangt.
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Das Schachtbelebungsbecken 1 weist zudem einen Aufströmkanal 35 auf,
der sich parallel zum Abwärtsströmungskanal 34 erstreckt, wobei zwischen dem Abwärtsströmungskanal
34 und dem Aufströmkanal 35 ein Trennteil angeordnet ist, der sich annähernd bis
zum Abschlußboden 32 des Schachtbelebungsbeckens 1 erstreckt. Weiterhin weist das
Schachtbelebungsbecken 1 eine Umwälzpumpe 17 auf, die bei den Ausführungsbeispielen
der Figuren 1 und 4 im Aufströmkanal 35 angeordnet ist. Bei den Abwasserreinigungsanlagen
der Figuren 2 und 3 befindet sich die Umwälzpumpe 17 dagegen im Abwärtsströmungskanal
34. Dazu ist im Abwärtsströmungskanal 34 mindestens ein Belüfter 9 angeordnet, durch
den sauerstoffhaltiges Gas oder Reinsauerstoff in das zu reinigende Abwasser eingebracht
wird und der an eine Zufuhr 36 angeschlossen ist.
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.Der Boden 8 des Nachklärbeckens 2 ist in Richtung zur Mittenachse
trichterförmig geneigt. Im Bereich der teifsten Neigung des Bodens 8 geht der Außenmantel
18 des. Schachtbelebungsbeckens 1 in den Boden 8 über bzw.
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ist der Außenmantel 18 mit dem Boden 8 verbunden.-Dazu weist der Boden
8 des Nachklärbeckens 2 im oberen Bereich des Schachtbelebungsbeckens 1 einen Bodenteil
auf, der in Richtung zum Schachtbelebungsbecken 1 steil geneigt verläuft und bei
den Abwasserreinigungsanlagen der Figuren 2 und 3 einen am Schachtbelebungsbecken
1 angrenzenden Schlammsammeltrichter 26 mitbegrenzt. Im
Nachklärbecken
2 ist dicht über dem Boden 8 ein Räumbalken 7 bewegbar gelagert, der über eine Verstrebung
an einer Räumerbrücke 4 befestigt ist. Mit dem Räum balken 7 kann der auf den Boden
absinkende schwere Belebtschlamm in Richtung zur Beckenmitte in das Schachtbelebungsbecken
1 bzw. in den Schlammsammeltrichter 26 geräumt werden. Bei dem in der Figur 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der gesamte Boden 8'des Nachklärbeckens 2 zum Schachtbelebungsbecken
1 steil geneigt, wodurch der absinkende schwere Belebtschlamm selbstständig zurück
in das Schachtbelebungsbecken 1 rutscht, so daß hier keine Räumvorrichtung erforderlich
ist.
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An der Innenseite der Außenwandung 33 des Nachklärbeckens 2 ist eine
Überfallrinne 22 angeordnet. Vor dieser Überfallrinne 22 befindet sich eine auf
Abstand angeordnete Tauchwandung 21, die das abfließende gereinigte Abwasser zwingt,
unter ihr hindurchsufließen, umin die Üb#rfallrinne 22 zu gelangen.
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Außerdem befindet sich im Nachklärbecken 2 in Verlängerung des Schachtbelebungsbeckens
1 ein Mittelbauwerk 10, das von einer Entgasungszone 6 umgeben ist. Damit das aus
dem Schachtbelebungsbecken 1 aufströmende Abwasser vom Mittelbauwerk 10 in die Entga>ungszone
6 gelangen kann, weist das Mittelbauwerk 10 Durchflussöffnungen 15 auf. Bei den
Figuren 1 bis 3 ist die Entgasungszone 6 durch eine zum Mittelbauwerk 10 auf Abstand
-angeordnete Tauchwand 27 begrenzt. Die Tauchwand 27 der Entgasungszone 6 besitzt
einen Durchtritt 16, der in den Figuren 2 und 3 allein durch die Unterkante der
Tauchwand 27 begrenzt ist und bei der Ausführung in Figur 1 als in die Tauchwand
27 eingebrachter Durchbruch ausgeführt ist.
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Der Durchtritt 16 der Tauchwand 27 ist unterhalb der Durchflussöffnung
15 des Mittelbauwerks 10 angeordnet, wodurch ein Aufsteigen der Gasblasen in den
Absetzbereich vermieden wird. Der schwere Belebtschlamm des aus dem Durchtritt 16
herausfließenden Abwassers sinkt in den Absetzraum 37 auf den Boden 8 des Nachklärbeckens
2.
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Bei der Abwasserreinigungsanlage der Figur 1 mündet in den Abwärtsströmungskanal
34 des Schachtbelebungsbeckens 1 ein Rückfluss 14 der Entgasungszone 6 und die Schlammrückführung
20 des Absetzraumes 37 ein. Der Rückfluss 14 und die Rückführung 20 sind zum Teil
durch einen der Tauchwand 27 zugehörigen Schrägteil 38 getrennt, der in Richtung
zum Schachtbelebungsbecken 1 geneigt verläuft.
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Am Oberendbereich 5 des Mittelbauwerks 10 ist eine Überschußschlammrinne
24 ausgebildet. In die Überschußschlammrinne 24 mündet eine Schwimmschlammabführleitung
39 ein, der eine Pumpe 3 zugeordnet ist. Dabei befindet sich im Bereich der Wasseroberfläche
40 eine Ansaugung, durch die der Schwimmschlamm von der Wasseroberfläche 40 abgezogen
und durch die Schwimmschlammabführleitung 39 der Überschußschlammrinne 24 zugeführt
wird.
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Außerdem ist in Figur 1 eine überschuß schlammleitung 41 mit einer
Schlammabführpumpe 23 vorgesehen, die den Überschuß schlamm vom Absetzraum 37 des
Nachklärbeckens 2 zur Überschußschlammrinne 24 führt. Bei den Abwasserreinigungsanlagen
der Figuren 2 und 3 ist eine Schlammrücklaufleitung 28 vorgesehen, der eine Schlammförderpumpe
25 zugeordnet ist. Hierbei befindet sich ein Ansaugteil der Schlammrücklaufleitung
28 im Schlammsammeltrichter 26 des Nachklärbeckens 2 und ein Auslaufteil
mündet
im Mittelbauwerk 10, so daß ein Teil des Schlamms in den Abwärtsströmungskanal 34
des Schachtbelebungsbeckens 1 zurückgeführt wird.
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Der Überschuß schlamm wird von der Rücklaufleitung 28 in die Überschußschlammleitung
29 abgezweigt und zur Überschuß-Schlammrinne 24 geführt. Zur Erzielung einer effektiven
Abwasserreinigung kann es günstig sein, über dem Nachklärbecken 2 mit dem darunter
angeordneten Schachtbelebungsbecken 1 eine Gesamtabdeckung anzuordnen und während
des Reinigungsbetriebs den Druck im Raum zwischen der Wasseroberfläche 40 und der
Abdeckung so zu steuern, daß stets. ein Überdruck oder auch Unterdruck je nach Betriebsweise
gebildet ist.
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Der überschüssige Schlamm wird durch eine Schlammabführleitung 13
zur weiteren Schlammbehandlung abgeführt.
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In-Figur 1 fließt das verunreinigte Abwasser dem Schachtbelebungsbecken
1 über den Zulaufkanal 11 und die Zulauf leitung 12 zu. Im Schachtbelebungsbecken
1 wird das Abwasser zusammen mit dem Belebtschlamm durch die Umwälzpumpe 17 unter
Zugabe von sauerstoffhaltigem Gas oder Reinsauerstoff durch die Belüfter 9 im Abwärtsströmungskanal
34 nach unten geführt. Im Bereich-des Abschlußbodens 32 wird das Abwasser umgelenkt
und steigt durch den Aufströmkanal 35 wieder nach oben und gelangt hier in das Mittelbauwerk
10. Aus dem Mittelbauwerk 10, in dem ein Teil der Luft bereits ausgast, fließt das
Abwasser durch die Durchflußöffnungen 15 in den konzentrisch angeordneten Entgasungsraum
6.
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Ein Teil des Abwasserschlammgemisches fließt durch den Rückfluß 14
nach unten in das Schachtbelebungsbecken 1 zurück und wird dabei wieder belüftet.
Ein kleinerer
Teil, der sich in etwa aus der Zulaufabwassermenge
und der Rücklaufschlam-menge zusammensetzt, gelangt durch den Durchtritt 16 in den
Absetzraum 37. Hier setzt sich der Abwasserschlamm auf dem Boden 8 ab und wird durch
den Räumbalken 7 zur Mitte des runden Nachklärbeckens 2 geräumt bis zu der Rückführung
20 für das Schachtbelebungsbecken 1. Durch die große Neigung des Bodens 8 in diesem
Bereich rutscht der Schlamm in das Schachtbelebungsbecken 1 und wird so in den Kreislauf
ssurEckgeführt.
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Das Abwasser im Nachklärbecken 2 fließt, nachdem es sich vom Schlamm
getrennt hat, unter der Dauchwandung 21 hindurch und gelangt in die Überfallrinne
22, von der es abgeleitet wird. Der Überschußschlamm kann mit der Schlammabführpumpe
23 zum Mittelbauwerk 10 gepumpt werden, wird dort in der bberschußschlammrinne 24
gesammelt und durch die Überschußschlamnleitung 13 zur Weiterbehandlung abgeführt
Eventuell entstehender Schwimmschlamm wird über die Pumpe 3 zur Überschußschlammrinne
24 gepumpt.
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Bei der in der Figur 2 dargestellten Abwasserreinigungsanlage ist
die Funktion der Abwasserreinigung im wesentlichen die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel
der Figur 1. Ein Teil des Abwasserschlammgemisches, das sich mengenmäßig im wesentlichen
aus dem Zulauf und der Rücklaufschlammenge zusammensetzt, fließt durch die Durchtrittsöffnungen
15 in den Entgasungsraum 6, der durch die Tauchwand 27 vom Absetzraum 37 des Nachklärbeckens
2 getrennt ist. Dort sinkt der schwere Belebtschlamm zum Boden 8 und wird vom Räumbalken
7 zur Beckenmitte in den Schlammsammeltrichter 26 geräumt.
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Der Schlamm wird dann mittels einer Schlammrücklaufleitung 28 und
einer Schlammförderpumpe 25 in den Oberendbereich 5
des Schachtbelebungsbeckens
1 gefördert. Der Uberschußschlamm wird von der Schlammrücklaufleitung 28 über einen
Abzweig in die Uberschußschlammrinne 24 gefördert und von dort durch die Uberschußschlammleitung
13 abgezogen.
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Der anfallende Schwimmschlamm wird von der Wasseroberfläche 40 mit
der Schwimmschlammabsaugeinrichtung abgezogen und ebenfalls zur Überschußschlammrinne
24 gepumpt.
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Das vom Schlamm getrennte Abwasser fließt an der Tauchwandung 21 vorbei
in die Uberfallrinne 22 und von dort entweder in den Vorfluter oder zu einer weiteren
Verfahrensstufe.
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Die in der Figur 3 dargestellte Abwasserreinigungsanlage besitzt zur
Trennung des auf- bzw. abwärts fließenden Abwasser-Belebtschlammstromes eine einfache,
plane oder polygonale Trennwand 31, während bei den anderen Ausführungsbeispielen
der Trennteil für den Abwärtsströmungskanal 34 und den Aufströmkanal 35 als Innenrohr
19 ausgeführt ist. Im übrigen ist die Abwasserreinigungsanlage der Figur 3 im wesentlichen
identisch mit der Ausführung der Figur 2.
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Die Abwasserreinigungsanlage der Figur 4 unterscheidet sich von den
zuvor beschriebenen Abwasserreinigungsanlagen im wesentlichen durch den extrem steil
geneigt verlaufenden Boden 8» des Nachklärbeckens 2. Der Boden 8 ist so stark geneigt,
daß der Schlamm selbständig zurück in das Schachtbelebungsbecken 1 rutscht. In dem
Bereich, in dem die Uberschußschlammleitung 13 beginnt, bildet sich ein sogenannter
Belebtschlammfilter aus, der die Reinigungsleistung des Beckens von Belebtschlammflocken
günstig beeinflußt.
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Die Anlage kann in Fe#rtigbauweise erstellt werden.
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Ihre wesentlichen Teile, wie das Becken 2, der Schacht 18, 32, das
Innenrohr 19, die sonstigen Trennwände und die Räumerbrücke 4, werden in diesem
Fall als transportable Beton-Fertigteile fabrikmäßig hergestellt und an dem entsprechend
vorbereiteten Einbauort zusammengebaut. Kleinere Anlagen können auch fertig vormontiert
und als vollständige Einheiten zur Einbaustelle transportiert werden.
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L e e r s e i t e