DE29600773U1

DE29600773U1 - Anordnung zur Abwasserreinigung

Info

Publication number: DE29600773U1
Application number: DE29600773U
Authority: DE
Original assignee: Schachtbau Nordhausen GmbH
Current assignee: Schachtbau Nordhausen GmbH
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2006-01-18

Description

Weber & Heim D-81479 München

Deutsche Patentanwälte Irmgards trass e

European Patent Attorneys Telefon: (089) 799047

Telefax: (0 89) 7 9d 52

S 433

Anordnung zur Abwasserreinigung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abwasserreinigung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch eine Abwasserreinigung in Kläranlagen sollen Schäden in öffentlichen Gewässern vermieden oder möglichst gering gehalten werden. Wenn Binnengewässer als Vorfluter dienen, so ist bei einem Neubau einer Kläranlage eine vollbiologische Reinigung erforderlich. Rechen, Sandfänger und/oder Absatzbecken können nur noch als eine Vorstufe der vollbiologischen Reinigung eingesetzt werden.

Konventionelle Kläranlagen für kommunale Abwasser, welche in der Regel neben einem Einlauf- und Betriebsgebäude mit wenigstens einer mechanischen Reinigungseinrichtung, Belebungsbecken und Nachklärbecken als biologische Reinigungsstufe, gegebenenfalls auch chemische Reinigungsstufen sowie Einrichtungen zur Schlamm- und Gasbehandlung aufweisen, sind allgemein durch eine klare räumliche Gliederung der einzelnen Bauwerke und eine aufgelöste Bauweise gekennzeichnet. Die damit verbundenen Kosten für die Grundstücksfläche, die Baumassen und Leitungslängen sind jedoch entsprechend hoch und können im allgemeinen von kleinere Kommunen, denen von den Wasserbehörden ebenfalls eine vollbiologische Kläranlage vorgeschrieben ist, nicht aufgebracht werden.

Eine wesentliche Einsparung an Baukosten wird durch Anlagen erreicht, deren Klärelemente in Block- oder Schachtelbauweise angeordnet sind, wobei beispielsweise ein Nachklärbecken mit einem Belebungsbecken kombiniert sein kann. Ein Nachteil besteht darin, daß nur eine geringe Flexibilität des technologischen Ablaufs möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Abwasserreinigung zu schaffen, welche mit besonders geringen Baukosten verbunden ist, auch bei komplizierten Boden- bzw. Baugrundverhältnissen angewendet werden kann und eine außerordentlich variantenreiche und effiziente Betriebsweise gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der Figurenbeschreibung enthalten.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, eine kompakte Kläranlage durch aneinandergrenzende, polygonal ausgebildete Belebungsbecken, Nachklärbecken und gegebenenfalls weitere Becken, z.B. als Schlammspeicher ausgebildete Becken oder auch Vorklärbecken, zu schaffen.

Indem die Kompaktanlage mit insbesondere wabenförmigen und/ oder rechteckigen Belebungsbecken, Nachklärbecken und weiteren Becken als eine statische Einheit mit einer gemeinsamen Bodenplatte hergestellt wird, kann eine erhebliche Einsparung der Baukosten erreicht werden.

So wird der Gesamtflächenbedarf bei Belebungsbecken, Nachklärbecken und Schlammspeichern, welche nicht als Rund-

becken sondern als sechs- oder achteckige Waben oder als Rechteckbecken ausgebildet sind und aneinandergrenzende, gemeinsame Wände aufweisen, erheblich verringert.

Besonders vorteilhaft wirkt sich eine verminderte und gleichmäßigere Flächenpressung der Waben- und/oder rechtekkigen Kompaktanlage mit gemeinsamer Bodenplatte aus. Dadurch ist eine im Vergleich zu den gebräuchlichen Rundbecken besonders hohe Auftriebssicherheit gegeben. Die Gefahr eines Verkippens der Kompaktanlage ist so gut wie ausgeschlossen.

Weitere Vorteile sind durch die kurzen Rohrleitungslängen gegeben. Da nahezu alle Rohrleitungen in das kompakte Anlagensystem integriert sind, können bei eventuellen Setzungen der Bodenplatte nur die unmittelbaren Zu- und Ableitungen der Gesamtanlage gefährdet sein. Um die damit möglicherweise verbundenen Undichtigkeiten und ein Abreissen der Rohrleitungen zu verhindern, ist es zweckmäßig, entsprechende Schutzvorrichtungen, beispielsweise Kompensatoren, anzuordnen. Auf diese Weise kann mit geringem Aufwand eine Beweglichkeit der Rohrleitungen an der Außenkontur der Kompaktanlage erreicht werden. Ein weiterer Vorteil kurzer Rohrleitungslängen besteht darin, daß es, bedingt durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit, zu keinen Ablagerungen von Reststoffen kommt. Somit werden Faulungserscheinungen weitgehend gemieden. Dies gilt insbesondere bei geringen Zuflüssen.

Es kann zweckmäßig sein, die Außenwand bzw. die Außenkontur der kompakten Kläranlage als eine Bohrpfahlwand, beispielsweise als eine schräggestellte, überschnittene Bohrpfahlwand oder als eine Schlitzwand auszuführen. Damit sind die Vor-

»t »

* t

-A-

teile verbunden, daß zusätzliche Verbau- und Wasserhaitungsarbei"ten bei gegebener Baugrundsituation und die damit verbundenen Kosten nicht anfallen.

Eine weitere Reduzierung der Baukosten kann erreicht werden, wenn die gemeinsame Bodenplatte aus Unterwasserbeton gefertigt wird.

Da nur eine Baugrube erforderlich und bei Grundwasserabsenkung eine übersichtlichere Wasserhaltung sowie ein fortlaufender Bauablauf möglich sind, wird eine weitere Senkung der Bau- und Investitionskosten erreicht.

In einer bevorzugten Kompaktanlage zur vollbiologischen Abwasserreinigung sind zwei Belebungsbecken in einer sechsekkigen Wabenform vorgesehen, die eine gemeinsame Zwischenwand aufweisen. Zweckmäßigerweise sind eine oder mehrere Maueröffnungen in der gemeinsamen Zwischenwand vorgesehen, welche mit geeigneten Verschlußeinrichtungen, z.B. Schiebern, versehen sind. Mit diesen zwei Belebungsbecken, bei denen ein paralleler Abwasserzulauf oder ein einseitiger Abwasserzulauf entsprechend den jeweiligen Erfordernissen realisiert werden kann, können ein Nachklärbecken sowie ein oder zwei Schlammspeicherbecken verbunden sein. Die Schlammspeicherbecken und das Nachklärbecken grenzen mit wenigstens einer Zwischenwand aneinander bzw. an die Belebungsbecken .

Eine Pumpeneinrichtung für den vom Nachklärbecken in das oder die Belebungsbecken zurückzuführenden Rücklaufschlamm und zur Abführung von Überschußschlamm in das oder die Schlammspeicherbecken ist in einer besonders vorteilhaften Bauweise zentral zwischen den Belebungsbecken, dem Nachklärbecken und den Schlammspeicherbecken angeordnet.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, im Bereich dieser Pumpeneinrichtung für den Rücklauf- und Überschußschlamm des Nachklärbeckens Gebläse für die Belüftungsanlagen der Belebungsbecken vorzusehen. Besonders vorteilhaft kann eine Gebläsestation unmittelbar auf einem integrierten Rücklauf- und Überschußschlamm-Pumpenwerk angeordnet sein. Weiterhin können die mechanische Vorreinigung sowie die Gebläse auf einer Abdeckung eines oder mehrerer Becken des Systems in einem Gebäude oder Container angeordnet werden.

Die Gebläsestation kann dabei sowohl als eine Freiluftstation als auch in einer geschlossenen Form errichtet werden.

Die Herstellung des Bauwerks der kompakten Anordnung kann mit Fertigteilen oder aber in monolithischer Bauweise, insbesondere mit Standardschalungen, erfolgen.

Die Umwälzung des Abwassers kann vertikal und horizontal erfolgen. Bei einem horizontalen Umwälzkonzept können bodenseitige stationäre Belüftungen und eine umlaufende Belüftung vorgesehen sein, wobei zweckmäßigerweise zum Ausgleich der Eckbereiche der rechteckigen und wabenförmigen Belüftungsbecken ein runder Innenmantel ausgebildet sein kann oder in den Eckbereichen zusätzliche Elemente oder Vouten angebracht werden können. Ebenfalls kann es zweckmäßig sein, versetzte halbrunde Schalen oder geschlossene Ringelemente bzw. runde Tauchwände in das wabenförmige Becken zu integrieren. Bei einer vertikalen Umwälzung können Kreisel angewendet werden, die in der Mitte der wabenförmigen Becken an einem vertikalen Wellenantrieb angebracht sind.

Neben den bautechnischen Vorteilen zeichnet sich die erfindungsgemäße kompakte, wabenförmige Anordnung zur vollbiologischen Abwasserreinigung durch die Möglichkeit aus, in Abhängigkeit von den Erfordernissen, das heißt von der Abwassermenge und der Abwasserqualität, unterschiedliche technologische Reinigungsstufen parallel durchzuführen und/ oder nacheinander zu schalten. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, die Belebungsbecken zweistufig zu nutzen sowie ein oder zwei Nachklärbecken vorzusehen. Das erfindungsgemäße kompakte Beckensystem ist auch zur Anwendung der sequentiellen biologischen Reinigung geeignet. In den SB-Reaktorbecken verlaufen die Reinigungsstufen nacheinander in einem Zyklus von Füll-, Rühr- und Belüftungsphasen. Das Einlaufpumpwerk und/oder das integrierte Rücklauf- und Überschußschlamm-Pumpwerk sind zweckmäßigerweise in einem Bauteil mit einem dreieckigen Grundriß realisiert, welcher besonders günstig in eine Kompaktanlage mit einer sechsekkigen Wabenform der einzelnen Becken integriert werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; in dieser zeigen in einer stark schematisierten Darstellung

Fig. 1 eine erste Variante der erfindungsgemäßen Anordnung zur Abwasserreinigung;

Fig. 2 eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Anordnung zur Abwasserreinigung;

Fig. 3 eine dritte Variante der erfindungsgemäßen Anordnung zur Abwasserreinigung;

Fig. 4 eine vierte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Abwasserreinigung und

Fig. 5 eine fünfte Variante der erfindungsgemäßen Anordnung zur Abwasserreinigung.

In Fig. 1 ist in einer stark schematisierten Darstellung ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen kompakten und wabenförmigen Kläranlage zur vollbiologischen Abwasserreinigung dargestellt.

Ein Betriebsgebäude BG ist außerhalb bzw. am Rand einer gemeinsamen Bodenplatte (nicht dargeteilt) errichtet, oder auf dem Beckenkörper selbst aufgestellt. Auf der Bodenplatte sind als sechseckige Waben ein erstes Belebungsbecken BB 1 und in einer parallelen Anordnung ein zweites Belebungsbecken BB 2 vorgesehen. Aus der Führung der strichpunktierten Abwasserzuleitung 2 geht hervor, daß die Belebungsbekken BB 1 und BB 2 parallel gefahren werden können. Nachgeschaltet ist ein rechteckiges Nachklärbecken NKB mit einem Schlammräumer, welcher auf der Beckensole entlang bis zu einem Trichter gleitet (nicht dargestellt).

Aus dem Schlammtrichter des Nachklärbeckens NKB wird mit Hilfe eines Rücklauf- und Überschußschlamm-Pumpwerks RS/ÜS Rücklaufschlamm in einer definierten Menge in die Belebungsbecken BB 1,BB 2 zurückgeführt, während Überschußschlamm in den oder die Schlammspeicher SP überführt wird. Das im Nachklärbecken NKB vom Schlamm getrennte Wasser fließt über einen Mengenmeßpunkt mit einer Probeentnahmeeinrichtung IDM, die in einem Meßschacht angeordnet sein können, zu einem Flutkanal FK (nicht dargestellt).

Die einzelnen Sechseck-Wabenbecken bzw. das rechteckige Nachklärbecken NKB wurden monolithisch mit einer Standardschalung hergestellt und grenzen mit gemeinsamen Zwischenwänden 4,5,7 aneinander.

In Fig. 2 ist eine ähnliche Kompaktanlage gezeigt. Sowohl die Belebungsbecken BB 1 und BB 2, als auch die Schlammspeicherbecken SP sind als sechseckige Waben ausgebildet, während zur Nachklärung wiederum ein Rechteckbecken NKB vorgesehen ist.

In einer integrierten Anordnung ist im Bereich der aneinandergrenzenden Belebungsbecken BB 1 und BB 2 eine Einlaufkammer mit Verteilung VT, welche zweckmäßigerweise mit einer Recheneinrichtung zur mechanischen Vorreinigung ausgerüstet sein kann, angeordnet.

Die in Fig. 3 gezeigte Kompaktanlage zeigt ein wabenform!- ges Nachklärbecken NKB, welches jeweils an ein Belebungsbecken BB 1 und BB 2 sowie an zwei Schlammspeicherbecken SP angrenzt. Ein Rücklauf- und Überschußschlamm-Pumpwerk kann im Bereich der Einlaufkammer VT oder in einem auf dem Bekken errichteten Betriebsgebäude angeordnet sein.

Die Kläranlage in kompakter Bauweise, welche in Fig. 3 stark schematisiert dargestellt ist, verdeutlicht den geringen Platzbedarf dieses Anlagensystems.

Ein weiterer Vorteil der wabenförmigen Kompaktbauweise kann aus Fig. 4 abgeleitet werden. Mit einer entsprechend bemessenen gemeinsamen Bodenplatte besteht die Möglichkeit, noch nachträglich insbesondere wabenförmige Becken anzugliedern, ohne daß hohe Investitionskosten erforderlich werden. Bei

9 -

Bedarf kann eine schon bestehende Kompaktanlage mit geringen Mitteln erweitert werden. Insbesondere wenn eine Bodenplatte bereits für einen höheren Einwohnergleichwert konzipiert wurde, ist eine kostengünstige Erweiterung möglich.

In Fig. 4 ist das Nachklärbecken in eine erste und zweite Nachklärungsstufe NKB 1 und NKB 2 unterteilt. Als Schlammspeicher ist lediglich ein Becken SP vorgesehen. Ein Ablaufschacht zur Durchflußmessung, Probenentnahme und Qualitätsbestimmung IDM ist bei dieser Anlagenvariante voll in das Kompaktbauwerk integriert.

Fig. 5 entspricht im wesentlichen dem Anlagenschema gemäß Fig. 4. Es sind lediglich zwei Becken als Schlammspeicher SP vorgesehen.

Claims

ANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Abwassserreinigung mit einem Einlaufund Betriebsgebäude, mit wenigstens einer mechanischen Vorreinigung, einem Belebungsbecken und Nachklärbecken mit Auslauf- oder Ablaufschacht, einem Schlammpumpwerk und einem Gebläse zur Druckluftzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß von dem wenigstens einen Belebungsbecken (BB 1, BB 2) oder SB-Reaktorbecken, dem Nachklärbecken (NKB) und Schlammspeicherbecken (SP) eine statische Einheit gebildet ist und daß das oder die Belebungsbecken (BB 1, BB 2), Nachklärbecken (NKB) und Schlammspeicherbekken (SP) polygonal ausgebildet sind und über gemeinsame Zwischenwände (4,5,7) aneinandergrenzen.

2. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Belebungsbecken (BB 1, BB 2) oder SB-Reaktorbecken, Nachklärbecken (NKB) und Schlanunspeicherbecken (SP) wabenförmig und/ oder rechteckig ausgebildet und auf einer gemeinsamen Bodenplatte gegründet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte frei von Setzungsfugen ausgebildet

ist.

- 11 -

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belebungsbecken (BB 1, BB 2) oder SB-Reaktorbecken, Nachklärbecken (NKB) und Schlammspeicherbecken (SP) als sechseckige Waben ausgebildet sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Belebungsbecken (BB 1, BB 2) oder SB-Reaktorbecken, Nachklärbecken (NKB) und Schlammspeicherbecken (SP) als achteckige Waben ausgebildet sind.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belebungsbecken (BB 1, BB 2) mit einer gemeinsamen Zwischenwand (4), zwei Schlammspeicherbecken (SP) mit jeweils einer gemeinsamen Zwischenwand (5) mit den Belebungsbecken (BB 1, BB 2) und ein rechtekkiges und/oder wabenförmiges Nachklärbecken (NKB) mit jeweils einer Zwischenwand (7) mit den Schlammspeicherbecken (SP) angeordnet sind.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mechanisch vorgereinigtes Abwasser dem oder den Belebungsbecken (BB 1, BB 2) zuführbar ist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpeneinrichtung (RS/ÜS) für Rücklauf- und Überschußschlamm zentral zwischen der oder den Belebungsbecken (BB 1, BB 2) und dem Nachklärbecken (NKB) angeordnet ist.

- 12 -

9. Anordnung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Gebläse für eine Belüftungsanlage der Belebungsbecken (BB 1, BB 2) im Bereich der zentral angeordneten Pumpeneinrichtung (RS/ÜS), insbesondere oberhalb dieser Pumpeneinrichtung, vorgesehen ist.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein dreieckiger Schacht für die Pumpeneinrichtung (RS/ÜS) für den Rücklauf- und Überschußschlamm und/oder das Gebläse für die Belüftungsanlage der Belebungsbekken (BB 1, BB 2) mit jeweils einer Zwischenwand (8) an jeweils ein Belebungsbecken (BB 1, BB 2) und an das oder die Nachklärbecken (NKB) angrenzt.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmung der Belebungsbecken (BB 1, BB 2) horizontal oder vertikal erfolgt.

12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände (9) als eine Bohrpfahlwand oder eine Schlitzwand ausgeführt sind.

13. Anordnung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die als Bohrpfahlwand errichteten Außenwände (9) als eine schräg gestellte, überschnittene Bohrpfahlwand ausgeführt sind.

- 13 -

14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Belebungsbecken (BBl, BB2) durch wenigstens eine Maueröffnung in der Zwischenwand (4) verbunden sind und daß die Maueröffnung(en) mit Schieber(n) versehen ist/sind.