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Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Abwasser in einer
Kläranlage und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Reinigung von Abwasser mit organischer Ver- schmutzung in einer Kläranlage mit einer Bemessungsgrundlage zur Belebtschlammbehandlung in An- passung an den Trockenwetterabfluss (TWA) zur Kläranlage bei für Normalbetrieb festgelegter Aufent- haltsdauer. Sie befasst sich weiter mit einer Vorrichtung, die zur Ausübung dieses Verfahrens besonders geeignet ist.
Beim Betrieb derartiger Kläranlagen wird überwiegend in der Weise verfahren, dass aus dem ankom- menden Abwasser zunächst gröbere Verunreinigungen durch Aussichten und/oder Aussedimentieren abge- sondert werden und das Abwasser sodann einer biologischen Behandlung unterworfen wird, bei der die or- ganischen. Verunreinigungen durch belebten Schlamm mit Mikroorganismen unter kräftiger Belüftung ab- gebaut werden. Gegebenenfalls erfolgt dann eine Nachklärung, bei der der Belebtschlamm aus dem Ab- wasser aussedimentiert und in das biologische Behandlungsbecken zurückgeführt wird.
Die Grösse kontinuierlich arbeitender Kläranlagen zur Reinigung des Abwassers mittels belebtem
Schlamm richtet sich bekanntlich nach der Trockenwetterzuflussmenge, die bei einer bestimmten, an die
Kläranlage anzuschliessenden Einwohnerzahl und Entwässerungsfläche auf Grund von Messungen und Er- fahrungen errechnet werden kann. Die Kläranlage wird im allgemeinen so gross ausgelegt, dass sie die zweifache, zuweilen auch die dreifache Menge des Trockenwetterzuflusses im kontinuierlichen Betrieb verarbeiten kann. Zum Schutz der Kläranlage gegen Überschwemmungen wird ein Regenauslass vorgeschaltet, der, z. B. bei stärkeren Regenfällen, die über das Aufnahmevermögen der Kläranlage hinausgehende Abflussmenge ableitet und meistens direkt in einen Vorfluter od. dgl. einleitet.
Da das Aufnahmevermögen der Kläranlage zur Vermeidung unnötiger Baukosten und zur Erreichung eines wirtschaftlichen Betriebes begrenzt ist und bei biologischen Anlagen meistens nur der zweifachen bis höchstens dreifachen Trockenwetterzuflussmenge entspricht, gelangen bei Regenfällen, deren Abwassermengen über dieses Aufnahmevermögenhinausgehen, grosse Abwassermengen mit einer noch recht erheblichen Verschmutzung über den Regenauslass völlig ungereinigt in die öffentlichen Gewässer und überlasten die Selbstreinigungskraft dieser Gewässer. Dieser Nachteil kann sich in niederschlagsreichen und dicht besiedelten Gebieten unangenehm auswirken und zu einem Eingreifen der Aufsichtsbehörden Anlass geben.
Eine grössere Auslegung der Kläranlage würde für viele Kostenträger der Kläranlagen, besonders bei kleinen und mittleren Gemeinden, eine untragbare Belastung darstellen.
Nach der Erfindung wird ein abgeändertes Reinigungsverfahren für zuvor genannte Kläranlagen vorgeschlagen. Dieses Verfahren sieht vor, dass beim Auftreten einer über die. Bemessungsgrundlage der Kläranlage für die Belebtschlammbehandlung hinausgehenden Zuflussmenge die Belebtschlammreinigung unterbrochen, der Schlamm aus der gesamten Zuflussmenge im Belebtschlammbecken aussedimentiert, ein der Bemessungsgrundlage entsprechender Teilstrom des Abwassers weiterhin der Nachklärung zugeführt und die übrige Menge zum Vorfluter abgeleitet wird. Nachfolgend wird der aussedimentierte Schlamm bei Wiedereintritt des Trockenwetterzuflusses bei Normalbetrieb einer Belebungsbehandlung und einer Nachklärung zugeführt.
Im praktischen Betrieb wird also beim Auftreten einer über die Bemessungsgrundlage der Kläranlage für die Belebtschlammbehandlung hinausgehende Zuflussmenge das biologischer Behand-
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lungsbecken als Absetzbecken benutzt, wobei gleichzeitig ein der Bemessungsgrundlage der Kläranlage entsprechender Teilstrom in das Nachklärbecken gelangt, in dem sich die absetzbaren Stoffe im Abwasser ebenfalls absetzen. Sobald dann wieder der normale Trockenwetterzufluss eintritt, wird der Schlamm des Nachklärbeckens in das biologische Behandlungsbecken zurückgepumpt und der gesamte Schlamm im biologischen Behandlungsbecken unter intensiver Sauerstoffzufuhr einer vollbiologischen Belebtschlammreinigung unterworfen.
Bei Anwendung der Erfindung auf bekannten Anlagen mit Belebungsgräben in der üblichen Auslegung für die vollbiologische Behandlung bis zur dreifachen Trockenwetterzuflussmenge wird man in der Weise verfahren, dass bei Überschreitung der dreifachen Trockenwetterzuflussmenge die vollbiologische Reini-
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durch Absetzen der Feststoffe im Belebungsbecken übergeht. Erst wenn die zehn-oder zwölffache Trocken- wetterzuflussmenge überschritten wird, fliesst die Überschussmenge ungereinigt in den Vorfluter.
Man erreicht auf diese Weise, dass beim Normalbetrieb eine Reinigung des Abwassers sowohl auf mechanische Weise, durch Absetzen, als auch biologische, durch Belebtschlammreinigung, erfolgt, aber bei grösseren Zuflussmengen, die über die Bemessungsgrundlage der Kläranlage hinausgehen, immer noch eine mechanische Reinigung der gesamten Abwassermenge durch Absetzen der absetzbaren Stoffe des Ab- wassers vorgenommen wird. Man vermeidet, dass insbesondere bei stärkeren Regenfällen od. dgl., grössere
Verschmutzungen des Abwassers in die öffentlichen Gewässer gelangen. Ein der Kläranlage eventuell vor- geschalteter Regenauslass wird dann so ausgelegt, dass er erst in Funktion tritt, wenn bei starken Regen- fällen die mitgeführten Verschmutzungen im Abwasser eine Verdünnung aufweisen, die für die Selbstreinigungskraft der Vorfluter keine Überlastung mehr darstellen.
Das ist erfahrungsgemäss bei einer Zufluss- menge von etwa der acht- bis zehnfachen Menge des Trockenwetterabflusses der Fall, d. h. der Regen- auslass wird erst bei Überschreitung dieser Zuflussmenge in Tätigkeit gesetzt.
Zur näheren Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung eine Vorrichtung in Verbindung mit einer Kläranlage dargestellt, die zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders geeignet ist.
Die Fig. 1 zeigt eine Übersichtsskizze einer vollbiologischen Abwasserreinigungsanlage mit einem Belüftungsbeckenin der Form eines Belüftungsgrabens, die Fig. 2 eine vergrösserte Aufsicht auf die Auslaufvorrichtung des Belüftungsgrabens, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie IIMIIderFig. 2 und Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2. m der Systemskizze nach Fig. 1 der Zeichnungen ist der im Querschnitt etwa trapezförmig gestaltete Belüftungsgraben mit 1 bezeichnet. An der Stelle 2 ist die Belüftungseinrichtung angeordnet, die z. B. aus einer rotierenden Belüftungswalze bestehen kann. Durch diese Belüftungseinrichtung wird Luft in das dem Belüftungsgraben zugeführte Abwasser eingetragen. Gleichzeitig entsteht in der mit Pfeilen angegebenen Richtung eine Strömung.
Das Abwasser wird dem Belüftungsgraben aus einer Leitung 3 über einen Regenauslass 4 vermittels einer Zweigleitung 5 zugeführt. Der Belüftungsgraben ist weiter mit einer Auslaufvorrichtung 6 ausgerüstet. Neben dem Belüftungsgraben ist ein Nachklärbecken 7 vorgesehen, aus dem das gereinigte Abwasser über eine Leitung 8 einer weiteren in den Vorfluter od. dgl. einmündenden Leitung 9 zugeführt wird, die über die Aufnahmekapazität des Belüftungsgrabens 1 hinausgehende Zuflussmenge aus der Leitung 3 wird durch den Regenauslass 4 über eine Leitung 10 direkt der zum Vorfluter führenden Leitung 9 zugeführt.
Zum Zwecke der Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht das in den Fig. 2 - 4 als Beispiel dargestellte Auslaufbauwerk 6 des Belüftungsgrabens aus zwei Ablaufkammern 11 und 12, von denen die Kammer 11 hinter dem eigentlichen Ablauf des Belüftungsbeckens liegt. Erfindungsgemäss ist der Beckenahlauf als Durchtrittsöffnung ausgebildet, wobei der gesamte Querschnitt dieser Durchflussöffnung entsprechend der Bemessungsgrundlage der Kläranlage ausgelegt ist. Falls also die Kläranlage für die Auf- nahmeder zwei- oder dreifachen Trockenwetterzuflussmenge ausgelegt ist, erhält auch die Durchflussöff- nung einen dieser Aufnahmemenge entsprechenden Querschnitt. Für schwankende Betriebsverhältnisse ist die Grösse der Durchtrittsöffnung einstellbar.
Dies kann dadurch erreicht werden, dass in senkrechten Ebe- nenübereinander, entsprechend dem Beispiel 2, Stauschilde 13 und 14 in der vertikalen Ebene verstellbar angeordnet werden, die zwischen sich einen die Durchtrittsöffnung bildenden Schlitz15 freilassen. Diese
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der Durchflussöffnung 15hen können, anzupassen ist. Das aus dem Belüftungsbecken 1 durch die Durchflussöffnung 15 in die Kammer 11 abfliessende Wasser gelangt aus dieser Kammer über eine Leitung 16 in das Nachklärbecken 7 und von dort über die Leitungen 8 und 9 in den Vorfluter. An Stelle der Stauschilde 13 und 14 können elektrisch
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