DE29819446U1 - Biological small sewage treatment plant with a multi-chamber pit - Google Patents
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Description
BGM 105BGM105
Die Erfindung betrifft eine biologische Kleinkläranlage mit einer Mehrkammergrube insbesondere für den aeroben Abbau von in kommunalen Abwässern enthaltenen organischen Schmutzstoffen. Die vorliegende Erfindung kann auch für die Wasserreinigung durch aerobe biologische Verfahren eingesetzt werden, um den Gehalt an organischen Substanzen zu reduzieren.The invention relates to a small biological sewage treatment plant with a multi-chamber pit, in particular for the aerobic degradation of organic pollutants contained in municipal wastewater. The present invention can also be used for water purification by aerobic biological processes in order to reduce the content of organic substances.
Kleinkläranlagen mit Mehrkammergruben für die anaerobe und aerobe Behandlung von kommunalen Abwässern sind bereits seit längerem bekannt, wobei die Entwicklung der Abwassertechnik aus Produktivitäts- und Kostengründen sowie unter dem Druck steigender Anforderungen an die Abwasser- und Wasserreinigung zu aeroben Kleinkläranlagen nach dem Belebtschlamm- und Biofilmverfahren wie beispielsweise dem Wirbelbettverfahren tendiert.Small sewage treatment plants with multi-chamber pits for the anaerobic and aerobic treatment of municipal wastewater have been known for some time, with the development of wastewater technology tending towards aerobic small sewage treatment plants based on the activated sludge and biofilm process, such as the fluidized bed process, for reasons of productivity and costs as well as under the pressure of increasing requirements for wastewater and water treatment.
In der DE 38 37 852 Al wird eine Kleinkläranlage mit einer Mehrkammergrube beschrieben, die eine Einlaufkammer, eine Ablaufkammer und mindestens eine dazwi-DE 38 37 852 Al describes a small sewage treatment plant with a multi-chamber pit, which has an inlet chamber, an outlet chamber and at least one
sehen angeordnete Zwischenkäufer mit einer darin angeordneten Belüftungseinrichtung und einem Festbett aufweist.see arranged intermediate buyers with a ventilation device and a fixed bed arranged therein.
Der Zweck dieser Erfindung ist eingeschränkt auf eine Umrüstung von Dreikammergruben vom anaeroben Abbau
organischer Schmutzstoffe zu einem aeroben.
Der Nachteil dieser technischen Lehre besteht desweiteren vor allem darin, daß hinsichtlich ihrer Kapazität
durch die Größe der vorgegebene Ausfaulgrube begrenzt ist, eine verhältnismäßig geringe besiedelbare
Oberfläche des Festbettes je m^ Kammervolumen mit der damit verbundenen eingeschränkten Reinigungsleistung
aufweist und regelmäßig die Gefahr von Faulprozessen besteht. ;·:·.The purpose of this invention is limited to converting three-chamber pits from anaerobic degradation of organic pollutants to aerobic degradation.
The disadvantage of this technical teaching is that its capacity is limited by the size of the specified digestion pit, it has a relatively small colonizable surface of the fixed bed per m^ of chamber volume with the associated limited cleaning performance and there is a regular risk of digestion processes. ;·:·.
Gewissermaßen eine Weiterentwicklung der vorstehend genannten Erfindung offenbart das deutsche Gebrauchsmuster G 90 05 237.4. Die darin beschriebene technische Lehre sieht vor, daß in der zwischen der Vor- und Nachklärkammer angeordneten Kammer oberhalb der mit einem Gitter oder dergleichen abgedeckten Belüftungseinrichtung eine Schüttung aus einem organischen oder anorganischen Stückgut eingebracht ist. In der Regel füllt diese Schüttung 50 % bis 100 % des Kammervolumens aus.To a certain extent, a further development of the above-mentioned invention is disclosed in the German utility model G 90 05 237.4. The technical teaching described therein provides that a bed of organic or inorganic bulk material is placed in the chamber arranged between the primary and secondary clarification chambers above the ventilation device covered with a grid or the like. As a rule, this bed fills 50% to 100% of the chamber volume.
Mit dieser technischen Lehre verbindet sich vor allem der Nachteil, daß es durch unzureichende Belüftung im Innern des Schüttgutes zum Absterben von Mikroorganismen und damit zu Faulprozessen und einer verringerten Leistungsfähigkeit der Kleinkläranlage kommen kann. Außerden besteht die Gefahr von Verstopfungen durch aufgewirbeltes Schüttgut bzw. sind besondere Vorkehrungen erforderlich, um dies zu verhindern. Außerdem ist ein sicheres Absaugen des Schlammes aus der Nachklärkammer nicht gewährleistet.The main disadvantage associated with this technical theory is that inadequate ventilation inside the bulk material can lead to the death of microorganisms, which can lead to fouling processes and a reduced performance of the small sewage treatment plant. There is also a risk of blockages caused by whirled up bulk material, and special precautions are required to prevent this. In addition, safe suction of the sludge from the secondary clarification chamber is not guaranteed.
Die DE 196 26 592 Al beschreibt nun eine technische Lehre für eine biologische Kleinkläranlage zur Abwasserbehandlung unter Einsatz von verwirbelbaren Aufwuchskörpern mit einer besiedelbaren Oberfläche von mehr als 800 m2/m^ Schüttvolumen.DE 196 26 592 A1 describes a technical teaching for a small biological sewage treatment plant for waste water treatment using fluidizable growth bodies with a colonizable surface of more than 800 m 2 /m^ bulk volume.
Diese erfindungsgemäße Lösung bewirkt zwar eine höhere Reinigungsleistung gegenüber Kleinkläranlagen mit ständig getauchtem Festbett und solchen mit bekannten Aufwuchskörpern als Schüttgut durch eine Ertüchtigung des Belebtschlammverfahrens mit den Vorzügen der Biofilmtechnologie. Sie erfordert jedoch zusätzliche kostenaufwendige Vorkehrungen für die Rückhaltung der Aufwuchskörper und vor allem auch für die Rückführung eines Teiles des Belebtschlammes aus der Nachklärkammer in die Biostufe.This solution according to the invention does indeed achieve a higher cleaning performance compared to small sewage treatment plants with a permanently submerged fixed bed and those with known growth bodies as bulk material by improving the activated sludge process with the advantages of biofilm technology. However, it requires additional costly precautions for retaining the growth bodies and, above all, for returning part of the activated sludge from the secondary clarification chamber to the biostage.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte biologische Kleinkläranlage im Sinne der DIN 4261 Teil 2 mit einer Mehrkammergrube unter Einsatz verwirbelbarer Aufwuchskörper bereitzustellen, die insbesondere kostengünstig errichtet werden kann, ein sicheres Absaugen des Schlammes aus der Nachklärkammer ermöglicht und eine Rückführung von Belebtschlamm in die biologische Reinigungsstufe nicht erforderlich macht.The object of the invention is therefore to provide an improved small biological sewage treatment plant in accordance with DIN 4261 Part 2 with a multi-chamber pit using swirlable growth bodies, which in particular can be constructed cost-effectively, enables the sludge to be safely sucked out of the secondary clarification chamber and does not require the activated sludge to be returned to the biological treatment stage.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine biologische Kleinkläranlage mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.According to the invention, the object is achieved by a small biological sewage treatment plant with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kleinkläranlage ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 8.Advantageous embodiments of the small sewage treatment plant according to the invention result from the features of subclaims 2 to 8.
Nachstehend werden die Erfindung und ihre Wirkungsweise anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention and its mode of operation are explained in more detail below using drawings. They show:
Fig. 1: eine erfindungsgemäße Kleinkläranlage in der Draufsicht,Fig. 1: a small sewage treatment plant according to the invention in top view,
Fig. 2: eine Kleinkläranlage nach Fig. 1 in einem vertikalen Schnitt nach A-A.Fig. 2: a small sewage treatment plant according to Fig. 1 in a vertical section along A-A.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Kleinkläranlage als 3-Kammerbehälter mit einer Vorklärkammer 2, einer Zwischenkammer 3 als biologische Reinigungsstufe und einer Nachklärkammer 4 ausgebildet ist. In der Vorklärkammer 2 ist eine Tauchwand 18 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung sind die Volumina der genannten Kammern im Verhältnis von ungefähr 2,5:1:1 aufgeteilt. Die Vorklärkammer 2, die Zwischenkammer 3 und die Nachklärkammer 4 sind jeweils mit Abdeckungen und Einstiegsöffnungen 5 versehen. From Fig. 1 it can be seen that the small sewage treatment plant is designed as a 3-chamber container with a primary clarification chamber 2, an intermediate chamber 3 as a biological purification stage and a secondary clarification chamber 4. A baffle 18 is arranged in the primary clarification chamber 2. In the present embodiment of the invention, the volumes of the chambers mentioned are divided in a ratio of approximately 2.5:1:1. The primary clarification chamber 2, the intermediate chamber 3 and the secondary clarification chamber 4 are each provided with covers and access openings 5.
Das zu behandelnde Abwasser gelangt über den Zulauf 6 in die mit der Tauchwand 18 versehenen Vorklärkammer 2, die wie in Kleinkläranlagen nach dem Stand der Technik der Grobentschlammung dient und in der die absetzbaren Stoffe wie in einem Schlammspeicher zurückgehalten werden.The waste water to be treated enters the primary clarification chamber 2 provided with the baffle 18 via the inlet 6, which serves for coarse sludge removal as in small sewage treatment plants according to the state of the art and in which the settleable substances are retained as in a sludge storage tank.
Über die Öffnung 7 gelangt das auf die genannte Weise
vorbehandelte Abwasser in die als biologische Reinigungsstufe
ausgebildete Zwischenkammer 3.
Die Zwischenkammer 3 weist im Unterteil 1 der Mehrkammergrube ein Paraboloidsegment 8 auf. Zur Optimierung
der Verweilzeit des Abwassers in der biologischen Reinigungsstufe hat es sich korrespondierend mit dem
Füllgrad der Zwischenkammer 3 an Trägermaterial und nicht zuletzt aus Kostengründen für Kleinkläranlagen
bis zu 12 Einwohnereinheiten als vorteilhaft erwiesen, die Zwischenkammer 3 mit einem solchen Paraboloidsegment
8 zu versehen. Zweckmäßigerweise hat es hier im Verhältnis zur Bodenplatte 9 eine Neigung von
45 ° .The waste water pretreated in the manner described above enters the intermediate chamber 3, which is designed as a biological purification stage, via the opening 7.
The intermediate chamber 3 has a paraboloid segment 8 in the lower part 1 of the multi-chamber pit. In order to optimize the residence time of the wastewater in the biological treatment stage, it has proven advantageous to provide the intermediate chamber 3 with such a paraboloid segment 8, corresponding to the filling level of the intermediate chamber 3 with carrier material and not least for cost reasons for small sewage treatment plants with up to 12 population units. It expediently has an inclination of 45 ° in relation to the base plate 9.
· ft
* · · ft
* ·
Bei Kleinkläranlagen für mehr als 12 Einwohnereinheiten erweist sich das Paraboloidsegment 8 nicht als erforderlich.For small sewage treatment plants with more than 12 inhabitants, the paraboloid segment 8 is not required.
Die vollbiologische Reinigungsstufe basiert auf dem Prinzip des getauchten belüfteten Festbettes mit Biofilmtechnologie. Auf dem im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten KALDNES-Trägermaterial mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 1 g/cm3 siedeln sich die Mikroorganismen in Form eines Biofilmes an, welche die organischen und anorganischen Substanzen des Abwassers als Nahrung aufnehmen und in ökologisch unbedenkliche Stoffwechselprodukte umwandeln. Das hier eingesetzte KALDNES-Trägermaterial weist eine Aufwuchsfläche von 450 m2/m3 Schüttvolumen auf. Die Zwischenkammer 3 ist zu 65 % mit diesem Trägermaterial gefüllt.The fully biological purification stage is based on the principle of the submerged aerated fixed bed with biofilm technology. The microorganisms settle in the form of a biofilm on the KALDNES carrier material used in this example, which has a specific weight of less than 1 g/cm 3 , and absorb the organic and inorganic substances in the wastewater as food and convert them into ecologically harmless metabolic products. The KALDNES carrier material used here has a growth area of 450 m 2 /m 3 bulk volume. The intermediate chamber 3 is 65% filled with this carrier material.
Der für den Stoffwechselprozeß benötigte Sauerstoff wird mittels Druckluft mit einem hier nicht sichtbaren schallgeschützten Verdichter eingetragen und vorteilhafterweise mit einem asymetrisch angeordneten Membranrohrbelüfter 10 feinblasig im zu behandelnden Abwasser verteilt. Die Anordnung eines durch das Gebrauchsmuster G 297 18 771.6 geschützten Schlitzrohres 11 in der Vertikalen über dem Membranbelüfter 10 gewährleistet, daß Verstopfungen der Öffnung 12 vermieden und das biologisch behandelte Abwasser durch diese Öffnung 12 ungehindert in die Nachklärkammer 4 gelangen kann.The oxygen required for the metabolic process is introduced by means of compressed air with a soundproof compressor (not visible here) and is advantageously distributed in the wastewater to be treated in the form of fine bubbles using an asymmetrically arranged membrane tube aerator 10. The arrangement of a slotted tube 11 protected by the utility model G 297 18 771.6 in the vertical position above the membrane aerator 10 ensures that blockages of the opening 12 are avoided and that the biologically treated wastewater can reach the secondary clarification chamber 4 unhindered through this opening 12.
Um einen optimalen Betrieb bei minimalem Energieverbrauch zu gewährleisten, wird der Membranbelüfter 10 intermittierend, also mit abwechselnden Betriebs- und Pausenzeiten betrieben.In order to ensure optimum operation with minimal energy consumption, the membrane aerator 10 is operated intermittently, i.e. with alternating operating and break times.
Die Nachklärkammer 4, ist wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, im Unterteil 1 der Mehrkammergrube als ganzer Kegelstumpf ausgebildet, dessen Grundfläche 15 hier 0,2 m2 ausmacht. Der sich auf der Grundfläche 15 sammelnde Nachklärschlamm wird mittels der Tauchmotor-The secondary clarification chamber 4, as can be seen from Fig. 1 and 2, is formed in the lower part 1 of the multi-chamber pit as a complete truncated cone, the base area 15 of which here amounts to 0.2 m 2. The secondary clarification sludge collecting on the base area 15 is
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pumpe 13 zeittaktgesteuert und sicher in die Vorklärkammer 2 gefördert. Es ist ein besonderer Vorzug der Erfindung, daß die Kleinkläranlage für die biologische Reinigung des Abwassers eine Rückführung von Belebtschlamm in die Zwischenkammer 3 nicht erforderlich macht und die Kleinkläranlage insofern nach der Wirbelbett/Schwebebett/Biofilmtechnologie betrieben werden kann.pump 13 in a time-controlled and safe manner into the primary clarification chamber 2. It is a particular advantage of the invention that the small sewage treatment plant for the biological purification of the waste water does not require the return of activated sludge to the intermediate chamber 3 and the small sewage treatment plant can therefore be operated using the fluidized bed/floating bed/biofilm technology.
Durch den Ablauf 14 gelangt das biologisch gereinigte Abwasser aus der Nachklärkammer 4 schließlich zum Vorfluter oder zur Versickerung.The biologically treated wastewater from the secondary clarification chamber 4 finally reaches the receiving water or the infiltration system through the outlet 14.
Zur Kontrolle des Betriebsablaufes kann in der Nachklärkammer 4 auch die durch das Gebrauchsmuster G 295 14 173.5 geschützte Probenahmevorrichtung angeordnet werden.To monitor the operating process, the sampling device protected by utility model G 295 14 173.5 can also be installed in the secondary clarification chamber 4.
Ein besonderer Vorzug der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, daß die Mehrkammergrube der Kleinkläranlage mit einer bewehrten Bodenplatte 9 mit Auftriebssicherung 16 ausgerüstet ist. Für den Betreiber der Anlage verbindet sich damit der besondere Vorzug, daß sich die bei Kleinkläranlagen nach dem bekannten Stand der Technik kostenaufwendigen Gründungsarbeiten bei der erfindungsgemäßen Kleinkläranlage auf ein einfaches Planum reduzieren und beispielsweise ein gesondertes Betonfundament nicht mehr erforderlich ist.A particular advantage of the teaching according to the invention is that the multi-chamber pit of the small sewage treatment plant is equipped with a reinforced base plate 9 with buoyancy protection 16. For the operator of the plant, this has the particular advantage that the foundation work, which is expensive for small sewage treatment plants according to the known state of the art, is reduced to a simple subgrade in the small sewage treatment plant according to the invention and, for example, a separate concrete foundation is no longer required.
Die erfindungsgemäße Kleinkläranlage ist mit einem hier nicht sichtbaren Steuerschrank ausgestattet, durch den die Elektroenergieversorgung erfolgt sowie die Belüftungseinrichtung 10 und die im Nachklärbecken 4 angeordnete Tauchmotorpumpe 13 automatisch gesteuert werden.The small sewage treatment plant according to the invention is equipped with a control cabinet (not visible here), through which the electrical energy supply is provided and the aeration device 10 and the submersible motor pump 13 arranged in the secondary settling tank 4 are automatically controlled.
Ein besonders hervorzuhebender Vorteil der erfinderischen Lehre besteht desweiteren darin, daß vorhandene Ausfaulgruben von der anaeroben Arbeitsweise durch die Anordnung der Belüftungsvorrichtung 10, einer Ablaufvorrichtung gemäß G 297 18 771.6, einer Tauchpumpe 13, dem Einsatz des beschriebenen Trägermaterials sowie durch die Anordnung von Einbauten in der Zwischenkammer 3 und in der Nachklärkammer 4, die bezüglich der Geometrie dieser Kammern in der Zwischenkammer 3 die Ausbildung des Paraboloidsegmentes 8 und in der Nachklärkammer 4 eines Kegelstumpfes bewirken, mit einem verhältnismäßig geringen und kostengünstigen Aufwand zu einer nach der Biofilmtechnologie effizient arbeitenden Kleinkläranlage umgerüstet werden können.A particularly noteworthy advantage of the inventive teaching is that existing septic tanks can be converted from the anaerobic mode of operation to a small sewage treatment plant that works efficiently using biofilm technology with relatively little and inexpensive effort by arranging the ventilation device 10, a drainage device according to G 297 18 771.6, a submersible pump 13, using the described carrier material and by arranging fittings in the intermediate chamber 3 and in the secondary clarification chamber 4, which, with regard to the geometry of these chambers, cause the formation of the paraboloid segment 8 in the intermediate chamber 3 and a truncated cone in the secondary clarification chamber 4.
BGM 105BGM105
1 Unterteil1 lower part
2 Vorklärkammer2 Pre-clarification chamber
3 Zwischenkäufer3 Intermediate buyers
4 Nachklärkammer4 Final settling chamber
5 Abdeckung und Einstiegsöffnung5 Cover and access opening
6 Zulauf6 Inlet
7 Öffnung7 Opening
8 Paraboloidsegment8 Paraboloid segment
9 Bodenplatte9 Base plate
10 Membranbelüfter10 membrane aerators
11 Schlitzrohr11 Slotted pipe
12 Öffnung12 Opening
13 Tauchmotorpumpe13 Submersible pump
14 Ablauf14 Procedure
15 Grundfläche15 Floor area
16 Auftriebssicherung16 Buoyancy protection
17 Mantelfläche17 Shell surface
18 Tauchwand18 Diving wall
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990512 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20020220 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20050214 |
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| R165 | Request for cancellation or ruling filed | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20061208 |
|
| R168 | Utility model cancelled |
Effective date: 20080428 |