DE19640347C2 - Reaktor zum Behandeln von biologisch belastetem Abwasser, insbesondere von Haushaltsabwasser - Google Patents
Reaktor zum Behandeln von biologisch belastetem Abwasser, insbesondere von HaushaltsabwasserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Reaktor zum Behandeln von biologisch betastetem Abwasser nach DE
Patent 196 03 959, insbesondere von Haushaltsabwasser für eine Nutzwassergewinnung, bei der
das Abwasser, von einem Einlaß durch ein Filterbett fließend, einem Auffang zugeleitet und aus diesem wieder
abgeleitet wird und beim Durchfließen des Filterbettes, mit Pflanzenwurzeln in Kontakt gebracht wird, wobei
die Schadstoffe entfernt und dem Abwasser beim Behandlungsprozeß Stoffe zugeführt werden, die diesen
Prozeß aktivieren.
Es ist bekannt, biologisch belastete Abwässer, insbesondere aus Haushalten, zu reinigen und einem Nutzwas
serkreislauf wieder zuzuführen. Dazu werden Anlagen zur Behandlung des Abwassers eingesetzt, die mit
unterschiedlichen Verfahren betrieben werden. Die Nachteile solcher Anlagen sind insbesondere darin zu sehen,
daß sie nur mit großem apparativen und energetischen Aufwand betrieben werden können. Weiterhin sind
Anlagen dieser Art, aufgrund ihrer Größe, unter wirtschaftlichen Aspekten gesehen, erheblich von der Menge
des durchzusetzenden Abwassers abhängig. Sie werden deshalb an einem Ort außerhalb von Wohngebieten
zentral angesiedelt und bedürfen zu ihrer Bestückung großer Zuführungswege und eines erheblichen Transport
aufwandes, um die gereinigten Abwässer wieder einem Brauchwasserkreislauf zuzuführen. Dezentral arbeiten
de, kleindimensionierte Abwasseranlagen sind bekannt, jedoch ist ihre Wirkungsweise, abhängig vom Verfahren,
nicht wirtschaftlich und bedarf eines hohen Kontrollaufwandes sowie verfahrenstechnisch erheblicher Aufwen
dungen, um zu einem wiederverwendbaren, gereinigten Brauchwasser zu gelangen. Die DE OS 43 32 234 A1
offenbart eine phytomechanisch arbeitende Kläranlage mit geschlossenen Kreisläufen. Die Anlage arbeitet mit
einem vertikalen Durchsatzverfahren und findet insbesondere Anwendung in geschlossenen Wasserkreisläufen
der Pflanzenproduktion sowie der Pflanzenvermarktung. Es ist nicht ausgeschlossen, diese Anlage auch für
andere Abwasserarten zu benutzen. In den ablaufenden Klärprozeß sind in den Filter eingesetzte Pflanzen
eingeschlossen. Die Anlage weist den Nachteil auf, daß die Flüssigkeit nur in einer Richtung zum Durchfluß
gelangt. Weiterhin ist der Nachteil zu erkennen, daß die Filterbehälter so ausgelegt sind, daß nur ein gleichförmi
ger Durchfluß möglich ist. In der DE OS 41 19 835 A1 ist ein Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung in
einem mit Sumpfpflanzen besetzten Becken offenbart. Verfahrensgemäß erfolgt der Eintrag des Sauerstoffs
partiell in Form von Druckluft in den Bodenkörper, also in das Filterbett der Einrichtung. Die Filterbecken sind
in den Boden eingelassen und nach oben offen, so daß das durchströmende Abwasser nur in eine Richtung die
Anlage passieren kann. Dabei erfolgt die Zuführung des Abwassers im oberen Drittel des Filterbeckens und wird
aus dem unteren Drittel abgeführt. Bei Anlagen dieser Art entsteht der Nachteil einer nicht vollständigen
Reinigung des Abwassers. Weiterhin ist die Arbeitsfläche der Abwasserreinigungsanlage nicht hinreichend
ausgelastet. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von biologisch belasteten Flüssigkeiten,
insbesondere zur Reinigung von Bächen und Teichen, offenbart die DE OS 39 41 211 A1. Dabei durchströmt das
zu reinigende Abwasser das Filterbecken in einem stetigen Durchfluß. Der Durchsatz durch das Filterbecken
erfolgt in einer gleichförmigen Geschwindigkeit unter Verwendung von Druckdifferenzen. Die Einführung des
zu reinigenden Wassers in den Filterbehälter erfolgt von oben. Das durch das Filterbecken geleitete, gereinigte
Abwasser wird auf der gegenüberliegenden Seite gleichfalls von oben abgezogen und gelangt dann direkt in
einen Brauchwasserteich. Zur Erhöhung der Effektivität des Durchsatzes ist der Filterbehälter mit labyrinthför
migen Einsätzen ausgerüstet und der Durchfluß des Abwassers erfolgt im Labyrinth in wechselnder Fließrich
tung. Anlagen dieser Art haben den Nachteil, daß sie belüftet werden müssen und ihr Durchfluß nur in eine
Richtung erfolgt. Weiterhin ist es nachteilig, daß eine Selbstreinigung des Filterbettes nicht erfolgen kann. Es ist
weiter bekannt, auch stark verdünnte Gülle als biologisch belastetes Abwasser zu reinigen. Vorrichtungen dieser
Art bedienen sich zur biologischen Reinigung weitestgehend in das Filterbett eingesetzter Pflanzen, welche die
Schadstoffe aus dem belasteten Wasser aufnehmen. Verfahrensgemäß wird dabei das Abwasser innerhalb
batterieförmig ausgebildeter Behälter, die miteinander verbunden sind, in einen ständigen Kreislauf umgepumpt.
Das Verfahren verläuft kontinuierlich, da die Gülle als Nährstoff ständig dem Wasser zugeführt und nur die
Schadstoffe aus dem Abwasser entfernt werden. Das Verfahren arbeitet diskontinuierlich und anaerob. In der
DE OS 39 06 604 ist ein Funktionssystem sowie eine Bauanleitung für kleine Abwasserkläranlagen dargestellt.
Anlagen dieser Art sind durch kreisförmige Becken gekennzeichnet, in denen das zu reinigende Abwasser
umgepumpt und bewegt wird. Dabei ist in einem zentral angeordneten Hohlraum aus dichten Wandungen ein
Vorhaltefaulraum angeordnet, dem ein darüberliegender Absetzraum in Fließrichtung zugeordnet ist. Die
Filterung, in horizontaler Richtung, erfolgt durch eine durchlässige Wand und einen auf dem Boden des Beckens
angeordneten Filter. Ein bedeutender Nachteil der Vorrichtung ist darin zu sehen, daß ihre Reinigung sehr
aufwendig und mit großen Schwierigkeiten verbunden ist. Ein weiterer Nachteil der Vorrichtung sowie des
zugehörigen Verfahrens liegt darin, daß alle Funktionseinrichtungen zum Zentrum hin geneigt sind, damit eine
Reinigung des Abwassers hin erfolgt. Der Aufwand dafür ist sehr hoch. Die DE OS 37 12 419 A1 legt ein
Verfahren und eine Anlage zur biologischen Reinigung von Abwässern offen, bei der das Filterbecken stufen
weise abfallend ausgebildet ist. Die Stufen sind mit vertikalen Trennwänden ausgerüstet. Die Drainage der
Filterschicht erfolgt am Boden. Die Filterschicht ist mit unterschiedlichen Pflanzenarten besetzt. Sie weist eine
gleichförmige Ausbildung auf und ist in jeder Kammer homogen ausgebildet. Die Durchflußrichtung, des zu
reinigenden Abwassers, ist in eine Richtung gleichförmig fließend von unten nach oben ausgebildet. Die DE
OS 37 09 174 stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von organisch belastetem Abwasser vor.
Diese Vorrichtung arbeitet in einem geschlossenen Kreislauf, in mit Überdruck belegten Behältern. Der Auf
wand derartig ausgebildeter Verfahren und Vorrichtungen ist sehr hoch und wenig effektiv, zumal zur Funktion
des Verfahrens eine zweite Reinigungsstufe zur Anwendung gelangen muß. Die DE OS 36 18 029 offenbart ein
diskontinuierlich, mit einem stufenweisen Reinigen des Abwassers funktionierendes Verfahren. Dabei ist der
Filter nur in einer zweiten Stufe mit Pflanzen besetzt. Verfahren dieser Art weisen den Nachteil einer Diskonti
nuität auf und haben einen hohen, gleichfalls diskontinuierlich anfallenden Entsorgungsvorgang. Eine Anlage zur
biologischen Reinigung von Abwasser ist in der DE OS 34 23 226 A1 beschrieben. Diese Anlage weist Beruhi
gungsbecken als Absetzstufen und die Einordnung von Finisherbehältern, in Reihe und parallel angeordnet, auf.
Die einzelnen Filterstufen sind, horizontal und vertikal versetzt, stufenförmig ausgebildet. Die Behälter weisen
eine rechteckige oder kubische Form auf und werden in einer Richtung durchströmt. Nachteilig ist bei solchen
Vorrichtungen festzustellen, daß die Verfahrensführung in den einzelnen Becken unterschiedlich ist und die
Stufen speziell auf einzelne Becken aufgeteilt, einen diskontinuierlichen Ablauf des Verfahrens zur Folge haben.
Es ist weiterhin aus der DE OS 33 38 591 A1 bekannt, Abwasser in konzentrisch angeordneten Abwasserbecken
stufenweise zu reinigen. Dabei bilden die Abwasserbecken einen gleichmäßig hohen Wasserstand und werden
auf bewachsene Rieselflächen gepumpt und nach einem Absetzvorgang behandelt. Innerhalb konzentrisch
angeordneter, ringförmig ausgebildeter Sammelbecken ist ein zentral gelegener Abwasserteich vorgesehen. Aus
diesem werden die zu reinigenden Abwasser mehrmals in die außenliegenden ringförmigen Teiche gepumpt, um
von da auf Rieselflächen zu gelangen. Innerhalb der Anlage erfolgt keine unmittelbare Reinigung des Wassers,
sondern nur ein Absetzen des Klärschlamms und ein Aufrieseln auf die dafür umliegenden Rieselflächen. Das
Verfahren ist mehrstufig. Die Verbindung der Abwasserteiche erfolgt mittels Strömungskreisläufen über Riesel-
und Bodenflächen. Das beschriebene Verfahrensregime funktioniert kontinuierlich, in nicht gleichmäßigen
Intervallen. Die Intervalle werden durch die Höhe des Wasserspiegels in den miteinander kommunizierenden
Teichen bestimmt. Eine unmittelbare Reinigung des Abwassers erfolgt nicht. Ein Verfahren und eine Vorrich
tung zum Reinigen von biologisch belasteten Abwässern mit Hilfe von Pflanzen, die mit ihren Wurzeln Schmutz
substanzen binden, offenbart die DE OS 32 44 787. Dabei sind in einem Hauptreinigungsbecken stufenweise
angeordnete Vor-, Nach- und Hauptreinigungsbecken vorgesehen. Der Durchfluß des Abwassers erfolgt in eine
Richtung, gelenkt von unten nach oben in dafür vorgesehene Becken. Ein weiterer Zufluß ist durch den Überlauf,
aus den erhöht angeordneten Becken, möglich. Durch den in eine Richtung gelenkten Zufluß und die in Reihe
und parallel angeordneten Ebenen der Vorrichtung ist ein zentrischer Eintrag nicht möglich. Die Verfahrensfüh
rung läßt eine kontinuierliche Reinigung nicht zu. Die US PS 4 995 969 stellt eine Anlage zur Reinigung von
ländlichem Abwasser vor. Das Filterbett der Anlage ist in einer Einsenkung angeordnet und durch eine Stau
mauer begrenzt. Dabei ist das Becken rechteckig ausgebildet und der Durchfluß entlang der Längsmittenachse
in Richtung der Begrenzungsmauer geführt. Hinter der Mauer ist eine Auffangrinne, zur Weiterleitung des in der
Anlage behandelten Abwassers, vorgesehen. Das Filterbett ist mit Pflanzen besetzt, wobei der Eintrag des zu
behandelnden Abwassers in der vollen Breite des Beckens kontinuierlich erfolgt. Die Vorrichtung offenbart die
Möglichkeit, das zu behandelnde Abwasser diskontinuierlich, d. h. in Intervallen von oben einzutragen, wobei es
dann das Filterbett durchdringend, in die dem Eintrag entgegenliegend angeordneten Auffangrinne gelangt.
Eine weiterhin ermittelte US PS 5 137 625 legt eine Vorrichtung offen, die aus kastenförmigen Behältern besteht.
Die Behälter sind u-förmig mit unterschiedlichen Schenkellängen ausgebildet, wobei über den die Schenkel
verbindenden Steg, eine Richtungsänderung des Durchflusses erfolgt. Dabei ist das Filterbett nur eines Schen
kels und des Steges mit Pflanzen besetzt. Das Verfahrensregime ist diskontinuierlich. Die Vorrichtung ist in
mehrere Becken unterteilt. In einem letzten Reinigungsbecken erfolgt die abschließende Reinigung durch den
Kontakt mit Pflanzenwurzeln, die im Filter der letzten Reinigungsstufe eingesetzt sind.
Die bekannten Verfahren lassen erkennen, daß die Möglichkeiten zur Behandlung von biologisch belastetem
Abwasser sehr vielgestaltig ausgebildet und bereits durch Verfahren und entsprechende Einrichtungen belegt
sind. Ein übereinstimmender Mangel aller Verfahren ist es, daß die Sauerstoffzufuhr separat, durch gesonderte
Vorrichtungen erfolgt und die Vorrichtungen nach einer verhältnismäßig kurzen Funktionsdauer einer intensi
ven Reinigung unterzogen werden müssen. Das bedingt ein Stillegen der Anlage, einen erheblichen apparativen
Aufwand und einen Ausfall von Reinigungskapazität.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reaktor zum Behandeln von biologisch belastetem Abwas
ser, insbesondere von Haushaltsabwasser, zur Gewinnung von Nutzwasser mit einem Filter, in den das Abwas
ser geleitet wird, und einem Auffang, dem das gefilterte Abwasser nach dem Positionieren wieder zufließt, dann
gesammelt, gemessen und entnommen wird und der Filter eine Grundplatte aufweist und Pumpen und Leitungs
installationen zum Betrieb des Reaktors vorgesehen sind, zu schaffen, der es gestattet, unter Verwendung von
ausschließlich biologischen Mitteln mit einem rationellen, umweltfreundlichen Betrieb Abwasser an ihrem
Entstehungsort umweltfreundlich und mit einem hohen wirtschaftlichen Ergebnis zu Nutzwasser umzugestalten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Reaktor ein Filter ausgebildet ist. Der Filter
besteht aus einem Filterbettkern, dem sich homogen ein Filterbett anschließt, welches bis über einen Auffang
verläuft, in dem das Abwasser aufgefangen und gesammelt wird. Der Filterbettkern weist im Filter die größte
Mächtigkeit seiner Dicke auf und ist so ausgebildet, daß darin Einlässe für das zu filternde Abwasser aufgenom
men werden können. Der Filterbettkern weist gegenüber der Struktur des Filterbettes eine weit gröbere
Ausbildung seiner Körnung auf als das Filterbett. Die Dimensionierung des Filterbettkernes ist so ausgewählt,
daß eine vordosierte, genau bestimmte Menge Abwasser aufgenommen und in dem Filterbett zum Ablaufen
gebracht werden kann. Zur Zuführung des zu filternden Abwassers sind in dem Filterbettkern Einlässe für das
Abwasser angeordnet. Das Filterbett erstreckt sich über einen Auffang hinweg bis zum Rand des Reaktors. Der
Auffang ist als Vertiefung ringförmig ausgebildet, unter dem Filterbett eingeordnet und verläuft äquivalent der
Ausbildung der Kontur des Filterbettkernes. Eine Grundplatte des Filters ist derart ausgestaltet, daß die
Hauptfunktionsteile des Reaktors wie der Filterbettkern, das Filterbett, sowie der Auslaß, umgeben von dem
Rand, durch sie aufgenommen werden.
Es ist eine Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Lösung, daß der Filter im Bereich der Einlaufzone bis
zum Übergang des Filterbettkernes in das Filterbett seine größte Mächtigkeit aufweist. Es ist im Sinne der
Endung, daß das Aufnahmevolumen des Filterbettkernes dem des Filterbettes gleich ist und daß das zu
filternde Abwasser bis zur Entleerung des Filterbettkernes in das Filterbett eintragbar ist. Vorteilhaft ist die
Erfindung ausgestaltet, wenn die Grundplatte des Reaktors eine kreisförmige Ausbildung aufweist, welcher der
Filter folgt, der von dem Auffang und einem Rand konzentrisch umschlossen ist. Die Erfindung ist dann weiter
ausgebildet, wenn die Außenkonturen der Grundplatte ungleichförmig gekrümmt ausgebildet sind. In dieser
Ausgestaltung kann der Reaktor eine ellipsenförmige oder eine andere, von der kreisförmigen Gestalt abwei
chende Form haben. Weiterhin ausgebildet und variiert ist die erfindungsgemäße Lösung dadurch, daß die
Außenkonturen der Grundplatte im wesentlichen geradlinig und zu einer, quaderförmigen, rechteckigen oder
polygonalen Form ausgebildet ist. Die Form kann beispielsweise gewählt werden, wenn der Reaktor bei
Beibehaltung seines grundsätzlichen, funktionalen Aufbaus in Batterieform, reihen- oder linienförmig geordnet,
ausgebildet ist. Bei diesen geometrischen Formen ist der Filterbettkern auf den Schnittpunkten der jeweiligen
Mittenachsen angeordnet und der Verlauf des Filterbettes den Außenkonturen angepaßt. Diesem Grundgedan
ken folgend, ist die Erfindung weiterhin ausgebildet, wenn eine mit dem Filterbettkern versehene Einlaßzone auf
einer der Mittenachsen der Grundplatte angeordnet ist. Die Funktionsweise des Reaktors soll vorteilhafterweise
erläutert werden.
Die grundsätzlichen Schritte des Arbeitsregimes des Reaktors realisieren vorteilhaft einen selbsttätigen
Reinigungsvorgang des Abwassers durch ausschließlich biologische Vorgänge. Das in der Vorstufe angesammel
te Abwasser wird durch die Behandlung mit dem Zusatz PENAC-G, einem hochpulverisierten Quarzmehl,
eingesetzt als Katalysator, homogen und fließfähig gestaltet. Aus der Vorstufe, die als handelsübliche Mehrkam
mergrube ausgebildet sein kann, wird das Abwasser für seine Behandlung in die Einrichtung gepumpt und
gelangt von dort unmittelbar in den Filterbettkern der Einrichtung. Der Filterbettkern nimmt eine Dosiermenge
des Abwassers auf, die ausreicht, einen Reinigungsintervall zu beginnen. Durch die vollständige Füllung des
Filterbettkernes mit der vordosierten Menge Abwasser wird eine erste Welle des Reinigungsvorganges im Filter
der Einrichtung begonnen. Das im Kern angesammelte Abwasser fließt durch das Filterbett dem Auffang zu,
wobei der Filterbettkern sich in das Filterbett entleert. Hat das Abwasser das Filterbett weitestgehend passiert
und sich im Auffang angesammelt, dann steht dieser einem erneuten Auffüllen zur Verfügung. Das Auffüllen des
Filterbettkernes erfolgt jetzt, im Rahmen des Intervalls, aus dem Auffang der Einrichtung mit dem bereits
vorgereinigten Abwasser. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis das Abwasser soweit gereinigt ist, daß es
als Nutzwasser Verwendung finden kann. Wenn diese Stufe erreicht ist, dann wird das Nutzwasser aus der
Einrichtung entfernt und ein neuer Reinigungsintervall beginnt damit, daß erneut, in einer vordosierten Menge,
Abwasser aus der Vorstufe in den Filterbettkern gepumpt wird. Das zyklische Füllen und Entleeren des
Filterbettkernes in das Filterbett des Filters erzeugt einen wellenförmigen Durchgang des zu reinigenden
Abwassers durch den Filter. Dieser wellenförmige Durchgang ist eine wesentliche Voraussetzung, um die
erfindungsgemäßen Wirkungen der Verfahrensschritte realisieren zu können. Das Auffüllen des Filterbettker
nes stellt im Filter einen Wellenkamm her, der beim Ablaufen des Abwassers durch den Filter bis zu einem
Wellental reduziert wird. Bei dem Reduzieren der im Filterbett vorhandenen Abwassermenge durch den Abfluß
aus dem Filterbettkern über das Filterbett in den Auffang, entsteht eine Saugwirkung, mittels der durch die
Oberfläche des Filters Umgebungsluft in den Filter gezogen wird. Diese Umgebungsluft bleibt solange im Filter
wirksam, bis beim Erzeugen eines neuen Wellenkamms in dem Filterbettkern der Filter wieder mit Abwasser
gefüllt wird. Bei dieser Füllung des Poren des Filters wird die Luft wieder ausgetrieben und die so beatmeten
Mikroorganismen mit dem Abwasser in Verbindung gebracht, also gefüttert. Die Fütterung der Mikroorganis
men ist mit einem Abbau der biologischen Schadstoffe im Abwasser verbunden. Es ist selbstverständlich, daß
sich durch den mehrmaligen Durchsatz des Abwassers die Größe der Schwebestoffpartikel vermindert und der
Schadstoffanteil sich immer mehr verringert. Die Verminderung der Größe der Schwebestoffpartikel eröffnet
weiterhin die Möglichkeit, auch feinste Poren des Filters auszunutzen, die darin angesiedelten Mikroorganismen
zu beschicken und für einen intensiven Reinigungseffekt zu nutzen. Das zyklische Durchlaufen des Filters durch
das zu reinigende Abwasser birgt einen weiteren Vorteil in sich, der durch das erfindungsgemäße Verfahren
erzeugt wird. Der beim Absinken der Wasseroberfläche entstehende Unterdruck saugt nicht nur Frischluft an,
sondern versorgt alle erreichbaren, jetzt noch feuchten Flächen des Filters mit aktivem Sauerstoff aus der Luft.
Dieser Prozeß stellt ein Einatmen des Filters dar. Die Mikroorganismen werden durch die einströmende Luft mit
Sauerstoff versorgt und beim Nachströmen des Abwassers mit Ballaststoffen, aus denen sie sich ernährend, die
Schadstoffe entfernen und das Abwasser reinigen, in Kontakt gebracht. Zu den wirkungsvollsten Bakteriengat
tungen gehören die Bakterien - Nitrosomonas - und - Nitrobacter -. Der ständige Wechsel des Zufuhrs von
Feuchtigkeit und Nässe sowie Luft in den Filter führt zu einer hohen Aktivität der darin angesiedelten Mikroor
ganismen sowie einer großen Reinigungseffektivität. Das spezifische Vergrößern der Wasseroberfläche des
durchlaufenden Abwassers, beim Benetzen der Körnung des Filters, hat einen weiteren Vorteil zur Folge. Das
belastete Abwasser wird an seiner Oberfläche, die jetzt stark vergrößert ist, von dem Sauerstoff der Umge
bungsluft benetzt und über diese Oberfläche mit Sauerstoff angereichert. Diese Anreicherung der Oberfläche,
die wie bereits betont, im Filter sehr stark vergrößert ist, führt zu einer weiteren Erhöhung des Sauerstoffanteils
im zu reinigenden Abwasser und einer schnelleren, intensiveren Verminderung der Belastung des Wassers und
einer wirtschaftlichen Herstellung von Nutzwasser.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 Den Reaktor in einer Draufsicht, in einer runden Ausbildung
Fig. 2 Den Schnitt 1-1 aus Fig. 1
Fig. 3 Die Einzelheit X aus Fig. 2
Fig. 4 Die Einzelheit Y aus Fig. 2
Fig. 1 zeigt den Reaktor 1 in einer kreisförmigen Ausbildung. Der Reaktor 1 ist auf einer Grundplatte 19
angeordnet, so wie in Fig. 2 noch näher dargestellt werden soll. Die Funktionsteile des Reaktors 1 sind im
wesentlichen in der Grundplatte 19 angeordnet. Eine der Reaktorform angepaßte Einlaßzone 5 ist kreisförmig
ausgebildet und homogen sich anschließend, konzentrisch von einem Filterbett 3 umgeben. An den Außenkontu
ren ist das Filterbett 3 von einem Rand 6 umschlossen. Unter dem Filterbett 3, nahe dem Rand 6, verläuft an der
Unterseite des Filters 2 ein Auffang 7. Die Einlaßzone 5 ist durch einen darin eingeordneten Filterbettkern 4
ausgebildet. Wie Fig. 1 zeigt, sind alle Funktionszonen des Filters 2 konzentrisch um die Einlaßzone 5 angeord
net. Zur Kontrolle der Einlaßzone 5 ist über dem Filter 2 ein Steg 21 vorgesehen, um die eingefügte Meßstelle 22
sowie die Einlaßzone 5 und das Filterbett 3 beobachten und deren Funktion kontrollieren zu können.
Fig. 2 zeigt die Ausbildung des Reaktors 1 mit seinen wesentlichen Funktionsteilen. Durch die Schnittdarstel
lung ist unkompliziert zu erkennen, daß der Filter 2 über der Grundplatte 19 angeordnet ist. In der Grundplatte
19 ist unter dem Filter 2 der Auffang 7, konzentrisch verlaufend vorgesehen, in dem ein Pumpenschacht 10
eingeordnet ist. Der Filter 2 ist durch einen Rand 6 begrenzt. In dem Pumpenschacht 10 sind eine Umwälzpumpe
11 und eine Nutzwasserpumpe 12 angeordnet. Der Pumpenschacht 10 hat deshalb eine größere Tiefe als der
Auffang 7. In dem Pumpenschacht 10 kann das durch den Filter 2 gelangte, bereits gefilterte Abwasser, das im
Auffang 7 in einem Drainrohr 14 gesammelt wird, zusammenlaufen und ist durch die Pumpe 12 erreichbar. Auf
der Oberseite der Grundplatte 19 ist der Filter 2 ausgebildet. Der Filter 2 besteht aus mehreren Bereichen. Der
erste Bereich ist durch die Einlaßzone 5 ausgebildet. Die Einlaßzone 5 ist am Mittelpunkt des Filters 2 vorgese
hen. In dieser Zone 5 ist der Filterbettkern 4 eingeordnet, dem sich das Filterbett 3 anschließt, daß dann über den
Auffang 7 hinweg bis zum Rand 6 des Reaktors 1 verläuft. Der Filterbettkern 4 in seiner zentrischen Lage weist,
bezogen auf die Gesamtmächtigkeit des Filters 2 auf der Grundplatte 19, die größte Dimensionierung in der
Dicke auf. An den Filterbettkern 4, homogen angeschlossen, ist das Filterbett 3. Mit anfänglich, im Bereich des
Filterbettkerns 4 gleicher Dicke, verläuft das Filterbett 3, in seiner Dicke abnehmend, über den Auffang 7 zum
Rand 6, der als Transpirationszone 8 ausgeformt ist. Der Auffang 7 ist an seiner, der Filterunterseite zugewende
ten Öffnung, mit Vlies 13 bedeckt, um das gefilterte Abwasser durchzulassen und den Auffang 7 gegen den Filter
2 abzuschirmen. Der Auffang 7 ist mit sehr grobkörnigem Filtermaterial bestückt. Die zentrisch angeordnete
Einlaßzone 5 ist mit einem Einlaß 18 für das Abwasser und einem Einlaß 17 für das im Zyklus bereits ein- oder
mehrmals gefilterte Wasser ausgerüstet. Die Einlässe 17; 18 sind im Filterbettkern 4 eingefügt und bilden mit
diesen zusammen die Einlaßzone 5. Der Filterbettkern 4 ist so ausgebildet, daß das mittels der Einlässe 17; 18 in
den Filterbettkern 4 gelangende Abwasser in einer vollen Dosierung aufgenommen werden kann. Die Dosie
rung erfolgt mittels Schaltzeituhr oder Schwimmerschaltung. Die Dosierung ist so ausgelegt, daß mit einem
Einlaßvorgang der Filterbettkern 4 ausgefüllt ist. Um eine möglichst rationale Dosiermenge aufnehmen zu
können, ist der Filterbettkern 4 mit grobem Filtermaterial ausgerüstet. Aus dem Filterbettkern 4 fließt das
eingelassene Abwasser in das Filterbett 3 und dieses passierend, in den Auffang 7. Im Auffang 7, durch das
Drainrohr 14 geleitet, fließt das bereits gefilterte Abwasser in den Pumpenschacht 10 und wird durch die
Umwälzpumpe 11 dem Filterbettkern 4 für einen erneuten Durchlauf durch den Filter 2 zugeführt. Wenn das
durch die Umwälzpumpe 11 dem Filterbettkern 4 zyklisch zugeleitete Wasser die vorbestimmte Qualität des
Nutzwassers erreicht hat, wird das Nutzwasser über die Nutzwasserpumpe 12 aus dem Filter 2 entnommen. Der
jetzt zur Verfügung stehende Filterraum des Filterbettkernes 4 wird erneut, durch aus der Vorstufe gefördertes
Abwasser, ausgefüllt. Nach der Zuleitung des noch vollständig belasteten Abwassers in den Filter 2 beginnt ein
neuer Zyklus des Umpumpens des Abwassers aus dem Pumpenschacht 10.
Fig. 3 zeigt die Einlässe 17; 18 im Filterbettkern 4 der Einlaßzone 5. Der Wassereinlaß 17 für das während des
Zyklus zu behandelnde Abwasser ist unmittelbar unter der Oberfläche des Filterbettkerns 4 vorgesehen. Der
Abwassereinlaß 18, darüber angeordnet, ist flächig ausgebildet. Der Einlaß 17 ist über Leitungen mit der Pumpe
11 im Pumpenschacht 10 verbunden. Die Pumpe für den Einlaß 18 ist separat vorgesehen. Aus Fig. 3 ist
erkennbar, daß der Filterbettkern 4, wie schon erwähnt, eine gröbere Kornstruktur aufweist. Der Filterbettkern
4 ist in seinem Fassungsvermögen so ausgelegt, daß durch seine Poren eine dosierte Zuführung von Abwasser
aus der Vorstufe insgesamt aufgenommen werden und dann in das Filterbett 3 ablaufen kann. Zwischen
Filterbett 3 und Filterbettkern 4 ist keine Trennstelle, damit das Abwasser ungehindert von der gröberen
Struktur des Filterbettkerns 4 in die feine Struktur des Filterbettes 3 überlaufen kann. Jedoch ist durch die
Porenunterschiede von Filterbettkern 4 und Filterbett 3 eine Verlangsamung des Durchtritts des Abwassers im
Filterbett 3 zu verzeichnen und damit ist eine gewollte Reservoirbildung im Filterbettkern 4 erreicht. Die dem
Filterbettkern 4 zugeordnete größere Mächtigkeit in der Dicke der Filterschicht gewährleistet gleichzeitig ein
gutes Drainieren des Abwassers schon bereits im Filterbettkern 4 und seinem Übertreten in das Filterbett 3.
Gemäß Fig. 4 ist der Pumpenschacht 10, in der Lage, nach Fig. 1 im Auffang 7 angeordnet und entsprechend
der Breite des Auffangs 7 ausgeformt. Seine Erstreckung in die Tiefe läßt eine Einordnung von Pumpen 11; 12
sowie des Filtrates unter dem Auffang 7 zu. Eine als Umwälzpumpe 11 ausgelegte Pumpe führt das aus der
Vorstufe über den Abwassereinlaß 18 in den Filterbettkern 4 eingeführte Abwasser nach dem Durchlauf durch
den Filter 2 aus dem Auffangbehälter 23 dem Wassereinlaß 17 zu. Über die Umwälzpumpe 11 und den
Wassereinlaß 17 wird das zyklische Umwälzen des zu behandelnden Abwassers im Reaktor 1 realisiert. Die
Anordnung gestattet es, das im Auffang 7 zusammenlaufende, bereits ein- oder mehrmals durch den Filter 2
gelaufene Abwasser zu sammeln und von der Pumpe 11 aufgenommen, dem Filterkreislauf eines Intervalles,
einem Behandlungszyklus entsprechend, wieder in den Filter 2 zurückzuführen. Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist,
ist der Auffang 7 im Bereich des Pumpenschachtes 10 mit Vlies 13 ummantelt und an seiner Oberseite auch damit
bedeckt, um ein gleichmäßiges Hinfließen des gefilterten Abwassers in den Pumpenschacht 10 zu ermöglichen.
Die Fig. 4 zeigt nochmals deutlich die in den Fig. 1 und 2 ausgebildete Transpirationszone 8, welche sich über
den Rand 6 des Filters 2 erstreckt. Die Transpirationszone 8 ermöglicht es, den Filterrand 6 sauber und trocken
zu halten. Weiter ist signifikant aus der Fig. 4, gemeinsam mit der Fig. 2 ersichtlich, daß die Mächtigkeit des
Filters 2 im Bereich des Filterbettkerns 4, also in der Einlaßzone 5, am größten ausgebildet ist, und sich der Filter
2 zum Rand 6 hin erstreckend, sehr stark verringert, da das gefilterte Abwasser im Auffang 7 aufgefangen,
gesammelt und innerhalb des Intervalls wieder zugeführt wird. Der Reaktor 1 arbeitet im wesentlichen mit
mehreren Beschickungstakten und Filterintervallen. Die Takte sind wie folgt vorgesehen:
- 1. Takt
- 1. Beginn eines Intervalls
- 2. Füllen des Filterbettkerns 4 aus der Vorstufe über den Abwassereinlaß 18
- 2. Takt
- 1. Durchlauf des Abwassers aus dem Filterbettkern 4 in das Filterbett 3 zum Auffang 7
- 2. Sammeln des durchgelaufenen Abwassers bis zu einer Menge von 50% bis 75% des in den Filterbettkern 4 eingegebenen Abwasservolumens im Auffang 7
- 3. Rückförderung des ein oder mehrmals gefilterten Abwassers aus dem Pumpenschacht 10 in den Filter bettkern 4 über die Umwälzpumpe 11 und den Wassereinlaß 17
- 4. Wiederholung des Rückführ- und Sammelvorganges bis zum Erreichen der vorbestimmten Qualität des Wassers
- 5. bedarfsweise Messung der Wasserqualität unter Verwendung von Meßstellen 22 zur Messung des Reinheitsgrades des Wassers
- 6. Erreichen der Nutzwasserqualität und Festlegung des letzten Durchgangs durch den Filter 2
- 7. Entfernen des Nutzwassers aus dem Filter 2 des Reaktors 1 mittels Nutzwasserpumpe 12 und Nutzwas serleitung 16 in den Nutzwasserteich (nicht dargestellt)
- 3. Takt
- 1. Ende des Intervalls
- 4. Takt
- 1. erneutes Füllen des Filterbettkerns 4 aus der Vorstufe über die Abwasserleitung 15 des Abwassereinlas ses 18 und Weiterführung wie bei Takt 2.
Aufbau und Funktionsweise des Reaktors 1 sind mit folgenden Vorteilen verbunden. Da der Filterbettkern 4
zentrisch angeordnet und dort die größte Mächtigkeit des Filters 2 aufweist, kann aus diesem das Abwasser
ungehindert in das Filterbett 3 eintreten. Dadurch entsteht bei der allmählichen Leerung des Filterbettkerns 4
ein Nachschieben der Umgebungsluft in den Filterbettkern 4 und in der Folge, wenn das Abwasser das Filterbett
3 in Richtung des Auffangs 7 verläßt, ein gleichzeitiges Nachschieben der Luft in das Filterbett 3. Dabei kann die
Umgebungsluft ungehindert in den Filter 2 eindringen und dessen Oberflächen benetzen. Das bei der Wiederho
lung des Beschickungsvorganges des Filterbettkerns 4 eingefüllte Abwasser durchströmt dann, alle Kornober
flächen des Filters 2 mit Wasser benetzend, die Poren des Filters 2 und drückt die vorher eingesaugte Luft aus
dem Filter 2 heraus. Durch diesen geschilderten Vorgang entsteht eine Art Beatmung des Filters 2.
Ausführungsgemäß handelt es sich um einen biologisch arbeitenden Filter 2 der mit Mikroorganismen
bestückt ist. Insbesondere die Verwendung von Bakterien der Gattung NITROSOMONAS und NITROBAC
TER bringen, in Verbindung mit den vorher aufgeführten Filtertakten, und den damit erreichten Wirkungen
einen hohen Reinigungsgrad. Durch die Beschickung des Filters 2 in Intervallen, werden neben den bereits
dargelegten Wirkungen auch die Mikroorganismen aktiviert, in dem ihnen wechselweise Sauerstoff zur Bele
bung angeboten wird und das Durchströmen des Filters 2 mit Abwasser ihnen Nahrung zuführt. Dieser Vorgang
führt zur Verringerung und Beseitigung der Belastungen und Verunreinigungen des Abwassers.
Da das Abwasser entsprechend der Takte zu Beginn eines Intervalls mit einem hohen Verunreinigungsgrad in
den Filterbettkern 4 gegeben wird und beim Ablauf der Takte des Intervalls und des mehrmaligen Zuführens aus
dem Auffang 7 in den Filterbettkern 4 der Verunreinigungsgrad stetig abnimmt, wird auch die Belastung und
Verunreinigung des Abwassers immer geringer. Da die Partikel im Abwasser durch die Behandlung im Filter 2
mit den Mikroorganismen immer kleiner werden, ist es ihnen auch möglich, feinste Poren des Filters 2 zu
durchdringen und bei dem immer stetigen taktweisen Umpumpen auch feinste Poren zu passieren und mit den
darin angesiedelten Mikroorganismen in Kontakt zu kommen. Dadurch wird einmal eine gleichmäßige funktio
nale Belastung des gesamten Filters 2 erreicht, mit dem gleichzeitig eine homogene, durchgehende Selbstreini
gung des Filters 2 verbunden ist.
Unterstützt wird diese Funktionalität durch die Bepflanzung der Oberfläche des Filters 2 mit Sumpfpflanzen,
welche in der Rhizosphäre die Lebensbedingungen der Mikroorganismen verbessern und die Funktionalität des
Reaktors 1 erhöhen. Die Bepflanzung hat noch einen weiteren Vorteil, daß mit einem Frühjahrsschnitt des
gesamte Binsenbestand getrocknet und verbrannt werden kann.
Durch diese Arbeitsweise ist gewährleistet, daß auf natürliche Weise dem Wasser entzogene Phosphate,
Schwermetalle und eine Vielzahl in den Pflanzen gespeicherte Umweltgifte vernichtet werden können.
Zur Einleitung soll das Arbeitsregime zum Behandeln des Abwassers im Zusammenwirken mit dem Reaktor 1
eine Erläuterung finden. In einer vorgeschalteten Vorstufe, die als handelsübliche Mehrkammergrube ausgebil
det sein kann, wird als Bioaktivator und Katalysator in das Abwasser ein hochpulverisiertes Quarzmehl einge
bracht. Das Quarzmehl, handelsüblich als PENAC-G ausgebildet, hat nach mehrjährigem Vergleichen das
sicherste Ergebnis gebracht. Mit diesem Mittel werden selbst Papierreste im gesamten angesammelten Abwas
ser in relativ kurzer Zeit homogenisiert und als Schwebestoffe im Wasser gelöst. Selbst nach dreijährigem
Einsatz des Mittels in der Vorstufe, ist keine Ausbildung einer Schwimmdecke zu verzeichnen. Zur Beschickung
der Einrichtung wird täglich, entsprechend dem Durchsatz im Verfahrensregime eine bestimmte Zulaufmenge in
die Einrichtung gefördert. Der Filter 2 der Einrichtung ist mit einem Filterbettkern 3 ausgerüstet, der so
grobkörnig in seinem Aufbau und in seinem Volumen ausgebildet ist, daß er möglichst die gesamte Zulaufmenge
aufnimmt, somit eine Welle aufbaut und trotzdem bereits eine Filterwirkung ausübt, wenn das Abwasser von
dort in das Filterbett 3 abfließt. Dabei werden im Filterbettkern 4 ersteinmal die großen Schwebeteile angesam
melt, und für eine erste Behandlung in den Verfahrensprozeß eingeführt. Die Großporigkeit verhindert gleich
zeitig ein Verschließen der Filterporen des Filterbettkernes 4 und bewirkt eine partielle Aussonderung grober
Filterstoffe, die dann nicht in das feinere Filterbett 4 gelangen. Es ist zu bemerken, daß das erfindungsgemäße
Verfahren auch im Winterbetrieb realisiert wird und die Grobporigkeit des Filterbettkernes 4 ein Einfrieren des
Filters 2 vermindert. Das Verfahren läuft, wie dargestellt, in der Art eines wellenförmigen Durchsatzes des zu
behandelnden Abwassers, durch die Einrichtung ab. Die Gegensätzlichkeit der Korngrößen des Filteraufbaus
des Filterbettkernes 4 gegenüber dem Filterbett 3 läßt einen schnellen Aufbau einer Füllwelle zu, welche durch
die Zulaufmenge gebildet wird. Die Zulaufmenge verteilt sich aus dem Filterbettkern 4 kommend, in das
Filterbett 3. Dabei ist die Länge der Filterstrecke abhängig von der Anstauhöhe im Filterbettkern 4 und der
Flüssigkeitsdurchlässigkeit des Filterbettes 3. Dieser Überlegung Rechnung tragend, ist der Filterbettkern 4 mit
der größten Mächtigkeit im Filter 2 angeordnet. Nach dem Durchlaufen des Filterbett 3 wird das zu filternde
Abwasser in einem Auffang 7, der als Filtergraben ausgebildet sein kann, in einer darin vorgesehenen Drainage
aufgefangen. Das Abwasser, im Filtergraben angesammelt, wird nach Ansammlung von 50% bis 75% der
eingegebenen Zulaufmenge durch eine Umwälzpumpe 11 wieder in den Filterbettkern 4 eingespeist. Das
Wasser ist als teilgereinigt zu bezeichnen. Diese Teilreinigung wird immer konzentrierter in ihrem Reinigungser
gebnis, bis nach Ablauf eines Intervalls der Reinigungsgrad eines Nutzwassers erreicht ist. Die durch das
Umpumpen verursachte Ausbildung einer neuen Welle, d. h. eines erneuten Durchlaufs durch das Filterbett 3,
verhindert ein Ankleben der Schwebeteilchen im Filter 2, die durch die Intervalle der Wellen angehoben und
abgesenkt werden und verhindert ein Verkleben der Filterporen. Zu vergleichen ist dieser Vorgang mit dem
sanften Schütteln eines Siebes. Dabei ist zusätzlich festzustellen, daß bei mehrmaligem Durchsatz der im
Abwasser schwebenden Teilchen, diese durch die Mikroorganismen angegriffen, ständig verkleinert und bis zum
völligen Beseitigen behandelt werden. Dieser Bakterienfraß führt die Schwebeteile immer kleineren Poren zu
und verhindert mit dem zyklischen An- und Abschwellen des Abwassers im Filter 2 weiterhin deren Verkleben.
Mit dem Beenden des Förderns des mehrmals behandelten Abwassers soll die Qualität eines Nutzwassers
erreicht und ein Intervall des Durchsatzes beendet sein. Ein Intervall, gemäß dem Verfahrensregime, beginnt mit
dem Zuführen des Abwassers aus der Vorstufe in den Filterbettkern 4, erzeugt dabei eine erste große Welle,
durchläuft die Intervallstufen, die durch Umpumpen des immer weiter sich reinigenden Wassers gekennzeichnet
sind, mit dem jedesmal eine neue Welle beginnend im Filterbettkern 4 erzeugt wird und endet mit dem Erreichen
der Nutzwasserqualität und einem Abpumpen des Nutzwassers in einen separat angeordneten (nicht gezeigten)
Behälter. Danach beginnt ein neuer Intervall mit der ersten Intervallstufe, dem Zuführen des Abwassers aus der
Vorstufe in den Filterbettkern 4. Es ist wohl dem Verfahrensregime eindeutig zu entnehmen, daß mit jeder neuen
Welle, innerhalb eines Intervalls, dem Filter ein immer weniger belastetes und immer sauerstoffreicheres
Medium zugeführt wird, das hier aus belastetem Abwasser gebildet und zu Nutzwasser umgebildet ist. Es ist
selbstverständlich, daß die Anzahl der Wellenperioden innerhalb eines Reinigungsintervalls, abhängig von der
geforderten Qualität des Nutzwassers ist. Das Verfahren ist soweit offen, daß die Dauer eines Reinigungsinter
valls und Anzahl und Intensität der Wellen innerhalb eines Intervalls, ohne Schwierigkeiten zu variieren sind. Die
Verfahrensdurchführung erlaubt es vorteilhafterweise, das Filterbett 3 des Filters 2 mit Sumpfpflanzen zu
besetzen. Durch die Bewurzelung der Pflanzen und deren Hineinragen in das Filterbett 3 werden die Lebensbe
dingungen der Mikroorganismen bedeutend verbessert. Es empfiehlt sich, zur Durchführung des Verfahrens, das
Filterbett mit den Pflanzen Juncus effusus (Flatterbinse) und Juncus glaucus (Blaubinse) vorzunehmen, die einen
günstigen Verdunstungsschutz im Sommer bilden und auch im Winter zur Temperierung des Filters 2 beitragen.
Es empfiehlt sich, im Frühjahr den Binsenbestand zu schneiden, zu trocknen und anschließend zu verbrennen.
Diese Vorgehensweise sichert ein problemloses Entziehen von Phosphaten, Schwermetallen u. a. Schadstoffen
sowie einer Vielzahl in den Pflanzen gespeicherter Umweltgifte. Die Bepflanzung des wellendurchfluteten
Filters 2 schafft die besten Voraussetzungen einer Symbiose zwischen Pflanzen, Mikroorganismen und Umwelt.
Die bisherigen Ergebnisse der Verfahrenserprobung zeigten eine Abbauleistung an Schadstoffen, in der durch
das Verfahren betriebenen Einrichtung wie folgt:
Beispiel 1: Abbauleistung der Pflanzenkläranlage | |
BSB5 | 96% |
CSB | 91% |
TOC | 76% |
organischer Stickstoff | 85% |
Ammonium | 82% |
Gesamtstickstoff | 78% |
Gesamtphosphat | 83% |
Für Nitrat und Nitrit ergaben sich folgende Durchschnittsablaufwerte:
Nitrit | 0,6 mg/l |
Nitrat | 6,5 mg/l |
Die Werte für die Abbauleistung sind Durchschnittswerte, die sich bei der monatlichen Beprobung der Anlage
in dem Zeitraum April bis Oktober 1995 ergaben. Die Anlage wurde mit 2 m3 pro Tag beschickt.
Die Mindestanforderungen für den BSB5 und CSB für die Kläranlagengröße 1 (< 1000 EW) werden eingehal
ten.
Die mikrobiologischen Untersuchungen ergaben eine Reduzierung der coliformen Keime und der Gesamt
keimzahl um den Faktor 10-2.
Eine vollständige Bewertung der Leistungsfähigkeit der Anlage ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht möglich, da
die Anlage unter anderem noch im Winterbetrieb getestet werden muß.
Beispiel 2
Winterbeprobung (Auszug aus dem Prüfbericht LUS Nr. 757/95 vom 27.11.1995)
1
Reaktor
2
Filter
3
Filterbett
4
Filterbettkern
5
Einlaßzone
6
Rand
7
Auffang
8
Transpirationszone
9
Vlies
10
Pumpenschacht
11
Umwälzpumpe
12
Nutzwasserpumpe
13
Vlies
14
Drainrohr
15
Abwasserleitung
16
Nutzwasserleitung
16
'Wasserleitung
17
Wassereinlaß
18
Abwassereinlaß
19
Grundplatte
20
Pflanze
21
Steg
22
Meßstelle
23
Auffangbehälter
Claims (8)
1. Reaktor zum Behandeln von biologisch belastetem Abwasser nach DE Patent
196 03 959, insbesondere von Haushaltsabwasser, zur Gewinnung von Nutzwasser mit einem Filter, in
den das Abwasser geleitet und einem Auffang, in den das gefilterte Abwasser nach dem Passieren wieder
einfließt, darin gesammelt, gemessen und entnommen wird, der weiterhin eine Grundplatte aufweist, auf der
der Filter angeordnet ist und Pumpen- und Leitungsinstallationen zum Betrieb des Reaktors vorgesehen
sind, gekennzeichnet dadurch, daß der Filter (2) einen Filterbettkern (4) aufweist, der von einem Filterbett
(3) feinerer Kornstruktur umgeben ist, der Filter (2) im Bereich des Filterbettkernes (4) seine größte
Mächtigkeit aufweist, in das Filterbett (3) übergeht, und in Richtung eines Auffangs (7) an Mächtigkeit
verlierend, an einen Rand (6) angrenzend, ausgebildet ist, wobei der Filterbettkern (4) in das Filterbett (3)
übergehend mit Abstand zum Rand (6) angeordnet ist und mittels der in ihm eingeordneten Einlässe (17; 18)
für das zu filternde Abwasser und das in einen zyklischen Umlauf zu bringende und zu behandelnde Wasser
eine Einlaßzone (5) gestaltet ist, aus der das zu filternde Wasser, wenn der Filterbettkern (4) für einen
Filterdurchgang gefüllt ist, das Filterbett (3) durchlaufend zum Auffang (7) fließt, der einen Pumpenschacht
(10) aufnimmt, in dem das Wasser aus dem Auffang (10) gelangt, um mit einer Pumpe (11) in die Einlaßzone
(5) gefördert zu werden, in deren Filterbettkern (4) die Einlässe (17; 18), für das zyklisch umzuwälzende
Wasser verbunden mit der Pumpe (11), eingeordnet sind, daß der Auffang (7) mit einem Rand (6) gleichlau
fend eingeordnet ist, an dem das Filterbett (3) angrenzt und in eine Transpirationszone (8) übergeht und das
Niveau der Grundplatte (19) bis zum Bereich des Randes (6) in einer Ebene gehalten und den Abmessungen
der Hauptfunktionsflächen des Filters (2) die mit dem Filterbettkern (4), dem Filterbett (3) sowie dem
Auffang ausgefüllt und den Konturen des Reaktors (1) entsprechend ausgebildet ist.
2. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Filter (2) im Bereich der Einlaßzone (5) seine
größte Mächtigkeit mit dem Übergang des Filterbettkernes (4) in das Filterbett (3) aufweist.
3. Reaktor nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Aufnahmevolumen des Filter
bettkernes (4) größer oder dem des Filterbettes (3) gleich ist und das zu filternde Abwasser bis zur
Entleerung des Filterbettkernes (4) in das Filterbett (3) eintragbar ist.
4. Reaktor nach Anspruch 1 und einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Grund
platte (19) des Reaktors (1) eine kreisförmige Ausbildung aufweist, welcher der Filter (2) folgt, der von dem
Auffang (7) und dem Rand (6) konzentrisch umschlossen ist.
5. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Filter (2) mit ungleichförmig
gekrümmten Außenkonturen seiner Grundplatte (19) ausgebildet ist.
6. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Außenkonturen der Grundplatte
(19) im wesentlichen geradlinig angeordnet und quaderförmig, rechteckig oder polygonal ausgebildet sind.
7. Reaktor nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
dadurch, daß die Einlaßzone (5) auf den Schnittpunkten der Mittenachsen der Grundplatte (19) angeordnet
ist.
8. Reaktor nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Einlaßzone (5) auf einer der
Mittenachsen der Grundplatte (19) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19640347A DE19640347C2 (de) | 1996-01-26 | 1996-09-20 | Reaktor zum Behandeln von biologisch belastetem Abwasser, insbesondere von Haushaltsabwasser |
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---|---|---|---|---|
DE3244787A1 (de) * | 1982-12-03 | 1984-06-07 | EGL Entwicklung und Gestaltung von Landschaft GmbH, 3500 Kassel | Verfahren und vorrichtung zum reinigen von abwaessern |
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DE3712419A1 (de) * | 1987-04-10 | 1988-11-10 | Kraft Harald | Anlage zur biologischen reinigung von abwasser |
US4995969A (en) * | 1986-01-24 | 1991-02-26 | Lavigne Ronald L | Treatment system for landfill leachate |
US5137625A (en) * | 1990-12-28 | 1992-08-11 | Wolverton Billy C | Aquatic plant/microbial water purification system |
DE4119835A1 (de) * | 1991-06-12 | 1992-12-17 | Schneider Horst Dr Ing | Verfahren zur biologischen abwasserreinigung in einem mit sumpfpflanzen besetzten becken |
DE3941211C2 (de) * | 1989-12-14 | 1993-05-06 | Fred 2800 Bremen De Harf | |
DE4323610C1 (de) * | 1993-07-12 | 1995-02-09 | Ingbuero Dr Fechter Gmbh | Biopolder zur biologischen Reinigung von Böden und Schlämmen |
JPH07171595A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-07-11 | Toshiro Sekine | 湖、沼、池等閉鎖性水域水の水質浄化装置 |
DE4121412C2 (de) * | 1991-06-28 | 1996-02-15 | Deus Ulrich | Verfahren zur Erhöhung der Reinigungsleistung von Kleinkläranlagen mit mehreren Reinigungskammern sowie Kläranlage zur Durchführung des Verfahrens |
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Patent Citations (11)
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---|---|---|---|---|
DE3244787A1 (de) * | 1982-12-03 | 1984-06-07 | EGL Entwicklung und Gestaltung von Landschaft GmbH, 3500 Kassel | Verfahren und vorrichtung zum reinigen von abwaessern |
DE3423226A1 (de) * | 1984-06-21 | 1985-12-19 | Harald Dipl.-Ing. 1000 Berlin Kraft | Anlage zur biologischen reinigung von abwasser |
US4995969A (en) * | 1986-01-24 | 1991-02-26 | Lavigne Ronald L | Treatment system for landfill leachate |
DE3618029A1 (de) * | 1986-05-28 | 1987-12-03 | Kickuth Reinhold | Verfahren zur abwasserreinigung |
DE3712419A1 (de) * | 1987-04-10 | 1988-11-10 | Kraft Harald | Anlage zur biologischen reinigung von abwasser |
DE3941211C2 (de) * | 1989-12-14 | 1993-05-06 | Fred 2800 Bremen De Harf | |
US5137625A (en) * | 1990-12-28 | 1992-08-11 | Wolverton Billy C | Aquatic plant/microbial water purification system |
DE4119835A1 (de) * | 1991-06-12 | 1992-12-17 | Schneider Horst Dr Ing | Verfahren zur biologischen abwasserreinigung in einem mit sumpfpflanzen besetzten becken |
DE4121412C2 (de) * | 1991-06-28 | 1996-02-15 | Deus Ulrich | Verfahren zur Erhöhung der Reinigungsleistung von Kleinkläranlagen mit mehreren Reinigungskammern sowie Kläranlage zur Durchführung des Verfahrens |
DE4323610C1 (de) * | 1993-07-12 | 1995-02-09 | Ingbuero Dr Fechter Gmbh | Biopolder zur biologischen Reinigung von Böden und Schlämmen |
JPH07171595A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-07-11 | Toshiro Sekine | 湖、沼、池等閉鎖性水域水の水質浄化装置 |
Non-Patent Citations (1)
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JP 58-70 891 A., In: Patents Abstracts of Japan, C-176, July 15, 1983, Vol. 7, No. 161 * |
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