DE20315451U1

DE20315451U1 - Mikrofiltrationseinrichtung

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Publication number: DE20315451U1
Application number: DE20315451U
Authority: DE
Original assignee: ZAPF GmbH
Current assignee: Klaro GmbH
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2013-10-09

Abstract

Mikrofiltrationseinrichtung (10) als Nachrüstsatz für eine Kleinkläranlage (2) nach dem Belebungsverfahren, die dem Ablauf der Kleinkläranlage (2) vorschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofiltrationseinrichtung (10) mindestens ein fertig montiertes aus mehreren einzelnen Filtrationselementen (12) aufgebautes Modul (14) mit einem horizontalen Querschnitt aufweist, dessen Hüllkreisdurchmesser (22) kleiner als der Durchmesser (20) der Einstiegsöffnung (18) der Kleinkläranlage (2) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikrofiltrationseinrichtung als Nachrüstsatz für eine Kleinkläranlage nach dem Belebungsverfahren, die dem Ablauf der Kleinkläranlage vorschaltbar ist. Vorzugsweise betrifft sie eine Mikrofiltrationseinrichtung für eine diskontinuierlich im SBR-Verfahren betriebene derartige Kleinkläranlage.
Kleinkläranlagen mit Abwasserbelüftung erreichen zwar einen hohen Reinigungsgrad des Abwassers, jedoch ist hierfür ein relativ großes Volumen der Kleinkläranlage erforderlich. Die Reinigungsleistung ist von der in der Kleinkläranlage zur Verfügung stehenden Menge an "Belebtschlamm" abhängig, d. h. des Konglomerats von Bakterien, welche die Reinigung bewirken. Die Konzentration an "Belebtschlamm" kann nicht unbegrenzt gesteigert werden. Bei Überschreitung einer kläranlagenspezifischen Konzentration kann sich der Belebtschlamm nicht ausreichend von dem gereinigten Abwasser trennen und wird zum Teil mit dem gereinigten Wasser ausgeschwemmt. Einerseits wird dadurch die Konzentration des Belebtschlamms in der Kläranlage quasi "automatisch" begrenzt, andererseits stellt der ausgeschwemmte Belebtschlamm selbst eine biologische Restverunreinigung des gereinigten Wassers dar. Aus diesem Grund werden übliche Kleinkläranlagen nach dem Belebungsverfahren mit einer relativ geringen Belebtschlamm-Konzentration betrieben, bei der das Ausschwemmen des Belebtschlamms noch nicht erfolgen soll.
Um Kleinkläranlagen mit höherer Belebtschlammkonzentration betreiben zu können und damit das Volumen kleiner halten zu können, hat man dem Ablauf Filtermembranen vorgeschaltet, welche zwangsläufig von dem gereinigten Wasser durchströmt werden müssen. Die Membranen haben sehr feine Öffnungen, durch die Wasser hindurchtreten kann, jedoch die Bakterien das Belebtschlamms zurückhalten. Es ist damit möglich, die Belebtschlammkonzentration in der Kläranlage zu erhöhen. Wegen des sehr geringen Durchtrittsquerschnittes für Wasser müssen große Membranflächen zur Verfügung stehen, um einen ausreichenden Ablauf der Kläranlage zu gewährleisten. Dies gilt in erhöhtem Maße für Kläranlagen, welche diskontinuierlich im SBR-Verfahren betrieben werden, weil bei diesem Verfahren die gesamte in einem längeren Zeitraum zugeflossene Abwassermenge in kurzer Zeit abgeführt werden muss, wodurch eine erhöhte Ablaufleistung erforderlich ist.
Zusätzlich erfolgt beim Einsatz von Mikrofilteranlagen eine Entkeimung des Abwassers, da die Filtrationsmembranen Bakterien zurückhalten. Dies ermöglicht die Wiederverwendung des Abwassers z. B für die Toilettenspülung.
Es ist wünschenswert, auch bestehende Kleinkläranlagen mit Filtermembranen nachzurüsten, um so z. B. eine Kapazitätserhöhung und/oder eine verbesserte Reinigungsleistung zu erreichen. Bisher ist dafür die freie Zugänglichkeit der Kleinkläranlage von oben erforderlich. Da Kleinkläranlagen meistens unterirdisch eingebaut sind und nur eine relativ kleine runde Einstiegsöffnung aufweisen, ist es notwendig, die Erdüberdeckung abzugraben und die Abdeckung des Klärbehälters abzunehmen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Mikrofiltrationseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die in bestehende Kleinkläranlagen nach dem Belebungsverfahren eingebaut werden können, ohne dass dazu umfangreiche Grabungs- und Montagearbeiten erforderlich sind. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Durch die Verwendung von fertig montierten Moduln aus mehreren einzelnen Filtrationselementen, z. B. mit Abstand voneinander angeordneten Filterplatten, lässt sich der Montageaufwand auf der Baustelle insgesamt verringern. Da die Moduln einen horizontalen Querschnitt aufweisen, dessen Hüllkreis kleiner als der Durchmesser der Einstiegsöffnung der Kleinkläranlage ist, können die Moduln von oben her in die Kleinkläranlage eingebracht werden, ohne dass die Abdeckung des Klärbehälters ausgegraben und abgenommen werden muss.
Durch die Anordnung von mehreren miteinander verbundenen Moduln nach Anspruch 2 lässt sich die Ablaufleistung der Kläranlage wesentlich steigern. Dies ist insbesondere wichtig, wenn die Anlage nach dem diskontinuierlichen SBR-Verfahren betrieben wird, weil die Ablaufzeit bei diesem Verfahren möglichst gering gehalten werden muss.
Die Montagearbeiten auf der Baustelle werden wesentlich vereinfacht, wenn nach Anspruch 3 bei der Anordnung von mehreren Moduln Verbindungsmittel in der Art von Schnellkupplungen vorgesehen werden.
Bei der Anordnung von mehreren Moduln wird der Montageaufwand besonders gering, wenn nach Anspruch 4 die Moduln direkt ohne Zwischenschaltung von Leitungen miteinander verbunden sind. Es kann jedoch aus räumlichen Gründen vorteilhaft sein, die Moduln nicht in starren Reihen anzuordnen. Dann ist es vorteilhaft, nach Anspruch 5 die Moduln über eine Sammelleitung miteinander zu verbinden, wodurch eine beliebige räumliche Anordnung möglich wird.
Mikrofiltrationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Flanschverbindung zum Anschluss an den Ablauf der Kleinkläranlage aufweist.
Zum Anschluss an den Ablauf der Kleinkläranlage ist eine Flanschverbindung nach Anspruch 6 am universellsten einsetzbar. In der Regel ist es dann jedoch notwendig, die Flanschverbindung durch Andübeln zu befestigen. Besonders vorteilhaft ist es deshalb, wenn nach Anspruch 7 eine Steckverbindung zum Anschluss an den Ablauf der Kleinkläranlage vorgesehen ist. In beiden Fällen ist dabei der Anschluss an den Ablauf unter Zwischenschaltung einer Dichtung notwendig.
Beim Betrieb der Kleinkläranlage nach dem SBR-Verfahren ist es notwendig, die Ablaufphase zeitlich zu steuern. Es ist in diesem Fall zweckmäßig, nach Anspruch 8 zwischen den Moduln der Mikrofiltrationsanlage und dem Ablauf der Kleinkläranlage ein Steuerorgan vorzusehen. Dieses Steuerorgan kann vorteilhaft entweder nach Anspruch 9 als steuerbares Absperrventil oder nach Anspruch 10 als Abwasserhebeeinrichtung ausgebildet sein. Im ersten Fall muss dabei die Ablaufleitung der Kleinkläranlage auf der Höhe des niedrigsten Wasserstandes vorgesehen sein, der für den Betrieb im SBR-Verfahren eingeplant ist. Bei Verwendung einer Abwasserhebeeinrichtung kann dagegen die Ablaufleitung der Kleinkläranlage auf der Höhe des höchsten Wasserstandes oder sogar höher angeordnet werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine bisher im üblichen Durchlaufbetrieb betriebene Kleinkläranlage nach dem Belebungsverfahren auf SBR-Betrieb umgerüstet werden soll.
In beiden Fällen ist es vorteilhaft, wenn nach Anspruch 11 das Steuerorgan so ausgebildet ist, dass es mit Druckluft steuerbar ist. Kleinkläranlagen nach dem Belebungsverfahren sind immer mit Druckluftzuleitungen in den Klärbehälter versehen, die üblicherweise in Leerrohren verlegt sind. Es ist mit geringem Aufwand möglich, durch das Leerrohr eine zusätzlich Druckluftleitung in den Klärbehälter zu ziehen. Die üblicherweise elektrisch betätigten Steuerventile für die Druckluft können dann feuchtigkeitsgeschützt im Steuerkasten der Kleinkläranlage angeordnet sein.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines pneumatisch betriebenen Ablaufhebers als Steuerorgan nach Anspruch 12. Der Ablaufheber kann neben seiner Förderfunktion zusätzlich noch die Funktion des Notüberlaufs bei Ausfall der als Förderenergie benötigten Druckluft übernehmen.
Insbesondere bei Betrieb der Kleinkläranlage im SBR-Verfahren mit einem stark verringerten niedrigsten Wasserstand ist es vorteilhaft, wenn die Filterelemente der Moduln der Mikrofilt rationseinrichtung nach Anspruch 13 sich von wenig unterhalb des niedrigsten Wasserstandes bis dicht oberhalb der Belüftungsvorrichtungen erstrecken, um eine möglichst große Filterfläche zur Verfügung zu stellen. Anspruch 13 gibt hierzu Vorzugsmaße an.
Die Erfindung ist im Folgenden an Hand von Figuren beispielhaft und ahne Beschränkung der Allgemeinheit noch näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Horizontalschnitt durch eine Kleinkläranlage in Höhe der Zulaufleitung mit einer erfindungsgemäßen Mikrofiltrationseinrichtung im Montagezustand
2 einen Vertikalschnitt durch eine Kleinkläranlage mit einer montierten erfindungsgemäßen Mikrofiltrationseinrichtung bestehend aus einem Modul
3 einen Horizontalschnitt durch eine Kleinkläranlage in Höhe der Zulaufleitung mit einer erfindungsgemäßen Mikrofiltrationseinrichtung bestehend aus vier Moduln
4 einen Vertikalschnitt durch eine Kleinkläranlage mit einer erfindungsgemäßen Mikrofiltrationseinrichtung bestehend aus zwei Moduln und einem nachgeschalteten Steuerventil
5 einen Vertikalschnitt durch eine Kleinkläranlage mit einer erfindungsgemäßen Mikrofiltrationseinrichtung bestehend aus zwei Moduln und einem nachgeschalteten Ablaufheber Alle Figuren zeigen eine Kleinkläranlage 2 mit einem Klärbehälter 4, einem Zulauf 6, einem Ablauf 8 und einer Mikrofiltrationseinrichtung 10, die aus mindestens einem aus mehreren Filterelementen 12 aufgebauten Modul 14 besteht. Die 2, 4 und 5 zeigen ferner eine Abdeckung 16 des Klärbehälters 2 mit einer Einstiegsöffnung 18 sowie Belüftungsvorrichtungen 24, welche über ein Druckluftleitung 26 mit Druckluft versorgt werden, sowie den niedrigsten Wasserstand 28 und den höchsten Wasserstand 30 in der Kläranlage 2.
1 zeigt angedeutet als dicke Strichpunktlinie die Einstiegsöffnung 18 in der hier nicht dargestellten Abdeckung 16. Die Einstiegsöffnung 18 weist einen Durchmesser 20 auf. Die Mikrofiltrationseinrichtung 10 besteht hier aus einem einzigen Modul 14 und ist im Montagezustand beim Einbringen durch die Einstiegsöffnung 18 dargestellt. Der horizontale Querschnitt des Moduls 14 wird von einem strichliert dargestellten Hüllkreis mit Durchmesser 22 umschrieben. Der Durchmesser 22 des Hüllkreises ist kleiner als der Durchmesser 20 der Einstiegsöffnung, so dass das Modul ohne Abnehmen der Abdeckung 16 in die Kleinkläranlage 2 eingebaut werden kann.
2 zeigt die aus einem einzigen Modul 14 aufgebaute Mikrofiltrationseinrichtung 10 fertig montiert im Klärbehälter 4. In diesem Fall ist die Mikrofiltrationseinrichtung 10 mit einer Flanschverbindung 32 an den Ablauf 8 angeschlossen. Die Kläranlage 2 ist in diesem Fall eine Durchlaufanlage, bei welcher sich der niedrigste Wasserstand 28 und der höchste Wasserstand 30 nur geringfügig unterscheiden.
3 zeigt im Klärbehälter 4 eine aus vier Moduln 14 aufgebaute Mikrofiltrationseinrichtung 10, die mit einer Sammelleitung 34 zusammengefasst und mit dem Ablauf 8 verbunden sind. Es sind in diesem Fall je zwei Moduln 14 direkt zu Reihen 36 miteinander verbunden, welche an die Sammelleitung 34 angeschlossen sind. Zwischen den Moduln 14 sowie zwischen den Reihen 36 und de Sammelleitung 34 sind Schnellkupplungen 38 als Verbindungsmittel vorgesehen. Die Sammelleitung 34 ist in diesem Fall mit einer Steckverbindung 40 an den Ablauf 8 angeschlossen.
In 4 ist der Mikrofiltrationseinrichtung 10, die hier aus zwei Moduln 14 aufgebaut ist, ein Steuerorgan 42 nachgeschaltet, das in diesem Fall als steuerbares Ventil 44 dargestellt ist, das mit Druckluft über eine Druckluftleitung 46 betätigt werden kann. Die Druckluftleitung ist durch das Leerrohr 48 in den Klärbehälter 4 geführt, das den Steuerkasten 50 der Kleinkläranlage 2 mit dem Klärbehälter 4 verbindet. Die in dieser Figur dargestellte Ausführung ist für den Betrieb im SBR-Verfahren vorgesehen. Der höchste Wasserstand 30 und der niedrigste Wasserstand 28 unterscheiden sich in diesem Fall wesentlich. Die Filterelemente 12 der Moduln 14 sind hier in der Länge so ausgebildet, dass sie sich von wenig unterhalb des niedrigsten Wasserstandes 28 bis wenig über die Belüftungsvorrichtungen 24 erstrecken, wobei der Abstand 52 ihres unteren Endes zu den Belüftungsvorrichtungen im Verhältnis zur Höhe des Klärbehälters 4 gering ist. Der Ablauf 8 der Kleinkläranlage 2 liegt in diesem Fall etwa um die Differenz zwischen dem höchsten Wasserstand 30 und dem niedrigsten Wasserstand 28 tiefer als der Zulauf 6.
5 zeigt ebenfalls eine nach dem SBR-Verfahren betriebene Kleinkläranlage 2 mit wesentlicher Höhendifferenz zwischen dem niedrigsten Wasserstand 28 und dem höchsten Wasserstand 30. Auch hier sind die Filterelemente 12 der Moduln 14 in der Länge so ausgebildet, dass sie sich von wenig unterhalb des niedrigsten Wasserstandes 28 bis wenig über die Belüftungsvorrichtungen 24 erstrecken, wobei der Abstand 52 ihres unteren Endes zu den Belüftungsvorrichtungen im Verhältnis zur Höhe des Klärbehälters 4 gering ist. Das Steuerorgan 42 ist in diesem Fall als pneumatisch betriebener Ablaufheber 54 ausgebildet. Da hierbei das gereinigte Wasser gehoben wird, kann der Ablauf 8 des Klärbehälters 4 auf gleicher Höhe oder sogar höher als der Zulauf 6 liegen. Dies ermöglicht es, den Ablaufheber 54 gleichzeitig als Überlaufsicherung zu nutzen. Der höchste Wasserstand 30 kann dabei maximal bis auf die Höhe des Ablaufs 8 ansteigen. Der Ablaufheber 54 wird auch in diesem Fall über eine Druckluftleitung 46 mit der zur Förderung des Wassers erforderlichen Druckluft versorgt, die durch das Leerrohr 48 zwischen Steuerkasten 50 und Abdeckung 16 des Klärbehälters 4 verlegt ist.

Claims

Mikrofiltrationseinrichtung (10) als Nachrüstsatz für eine Kleinkläranlage (2) nach dem Belebungsverfahren, die dem Ablauf der Kleinkläranlage (2) vorschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofiltrationseinrichtung (10) mindestens ein fertig montiertes aus mehreren einzelnen Filtrationselementen (12) aufgebautes Modul (14) mit einem horizontalen Querschnitt aufweist, dessen Hüllkreisdurchmesser (22) kleiner als der Durchmesser (20) der Einstiegsöffnung (18) der Kleinkläranlage (2) ist.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere miteinander verbundene Moduln (14) vorgesehen sind.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Moduln (14) Verbindungsmittel in der Art von Schnellkupplungen (38) aufweisen.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Moduln (14) direkt miteinander verbunden sind.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Moduln (14) über eine Sammelleitung (34) miteinander verbunden sind.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Flanschverbindung (32) zum Anschluss an den Ablauf (8) der Kleinkläranlage (2) aufweist.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steckverbindung (40) zum Anschluss an den Ablauf (8) der Kleinkläranlage (2) aufweist.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Moduln (14) und dem Ablauf (8) der Kleinkläranlage (2) ein Steuerorgan (42) vorgesehen ist.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (42) als steuerbares Ventil (44) ausgebildet ist.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (42) als Abwasserhebeeinrichtung ausgebildet ist.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (42) mit Druckluft steuerbar ist.
Mikrofiltrationseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (42) als pneumatisch betriebener Ablaufheber (54) ausgebildet ist.
Mikrofiltrationsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (12} der Moduln (14) sich von wenig unterhalb des niedrigsten Wasserstandes (28), vorzugsweise weniger als 50 mm unterhalb, bis auf einen Abstand (52) oberhalb der Belüftungsvorrichtungen (24) erstrecken, dessen Größe im Verhältnis zur Höhe des Klärbehälters (4) gering ist und vorzugsweise weniger als 200 mm, höchst vorzugsweise weniger als 100 mm beträgt.