DE3423226A1 - Anlage zur biologischen reinigung von abwasser - Google Patents

Description

• Anlage zur biologischen Reinigung von Abwasser
• Die Erfindung betrifft eine Anlage zur biologischen Reinigung von Abwasser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Aus der DE-AS 21 63 283 ist eine derartige Anlage bekannt, bei der nacheinem Beruhigungsbecken zwei parallelgeschaltete, abwechselnd mit Abwasser beaufschlagte Filterb eete vorgesehen sind.
• Unterhalb des Filtermaterials sind Draiwnagerohre angeordnet,so daß eine periodische Trockenlegung möglich ist. Das gefilterte Wasser wird einer mit Pflanzen bewachsenen Eliminationsstufe zugeführt, wobei nur der Wurzelraum unter der Beetoberfläche durchströmt wird.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs genannten Art so abzubilden, daß durch Einhaltung bestimmter Bedingungen die Wirkungsweise verbessert werden kann.
• Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
• Vorzugsweise Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die erfindungsgemäße Anlage soll nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert werden.
• Dabei zeigt: Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine Anlage und Figur 2 einen Teillängsschnitt (schematisch) Die Anlage besteht aus einer mechanischen Absetzatufe, einer Filterstufe, der bzw. den Eliminationsaturen und einer Adaorptionastufe. Die Anlagenteile werden necllfolgend an Ausführungsbeispielen einzeln beschrieben.
• Mechanische Stufe Vorgesehen ist eine Einkammerfaulgrube von 1400 1 Inhalt.
• Der Schlammabzug (ca. 400 1) erfolgt jährlich von der Grubensohle silber eine Druckleitung zu den Sctiilfbeeten der Pflanzenanlage. Der Zulauf erfolgt über ein Freispiegelrohr, der Ablauf über einen Heber zur Pflanzenanlage.
• Zwischen Zulauf und Auslauf ist ein Höhenunterschied von 10 cm vorgesehen. Der Hub des Hebers soll 25 cm betragen und somit je nach Durchmesser der Grube ca. 200 1 (50 mm) intermittierend der Pflanzenanlage zuführen.
• Filterstufe Die Filterstufe wird über einen Heber alternierend beschickt und vertikal durchströmt. Die im Abwasser enthaltenen Schwebstoffe werden hier an der Oberfläche zurückgehalten. Die Wurzelbildung des Schilfs und die Bewegung der Halme gewährleisten eine Offenhaltung des Filters.
• Der Filter besteht aus einer 10 cm mächtigen Decksicht aus mittel lehmigem Sand 513, einer 50 cm Grobsandscicht (2 1,2 - 1,8 mm) und einer Dränschicht Kies (# 6 - 12 mm) von 30 cm Mächtigkeit aus der das Filtrat über ein Dränrohr abgeführt wird.
• Wenn im Winter bei massivem Frost die vertikale Filtration durch Überfrieren der Oberfläche zum Erliegen kommt, erfolgt eine direkte Beschickung der nachfolgenden horizontal durchströmten Schilfbecken durch Schiebersteuerung.
• Eliminationsstufe - Schilf Die an die Filterstufe anschließenden Schilfbeete werden horizontal durchströmt. Der Bodenkörper besteht aus einem 90 cm mächtigen großporigen Material, Grobkies ~ 6 - 12 mm oder Blähton.
• Der Eintritt in den Bodenkörper erfolgt aus der Verteilerrinne durch Hochlochklinker und eine Gaze.
• Der Wasserspiegel im Becken wird durch die Höhe des überlaufes bestimmt, er soll die Bodenoberfläche nicht erreichen und vorzugsweise ca. 5 cm unter der Bodenoberfläche liegen - dies gilt für alle horizontal durchströmten Becken.
• Eliminationsstufe - Binsen Die nachfolgenden Binsenbecken sind horizontal durchströmt. Die Mächtigkeit des Bodenkörpers muß der Wurzeltiefe angepaßt sein und soll 50 cm nicht überschreiten.
• Der Bodenkörper besteht aus homogenen großporigem Material Grobkies ~ 6 - 12 mm.
• Adsorptionsstufe - Schilf Als letzte Stufe folgt ein horizontal durchströmtes Schilfbecken, dessen Bodenkörper aus einem 90 cm mächtigen feinporigen tonhaltigen Material besteht.
• Durch die Austauschkapazität des Bodens werden wie bei konventionellen Landbehandlungsverfahren Phosphor und Stickstoff gebunden. Eine Reduktion dieser Nährstoffe kann auch außerhalb der Vegetationsperiode erwartet werden.
• Die Wurzelbildung des Schilfes gewährleistet eine ausreichende Durchlässigkeit des Bodenkörpers, die eine Filtergeschwindigkeit von 7,7.1O-6m/s (bei Q max=1001/h) hat. Dieser an sich letzten Stufe kann ein sogenannter Schönungsteich oder Oxidationsteich noch nachgeschaltet sein. Der Oxidationsteich hat im Freiwasserbereich ein 3 nd eine Oberfläche von 16,7 m² 2 Volumen von 10,6 m und eine Oberfläche von 16,7 m Die Böschungsneigung beträgt 1:1. Der anschließende Flachwasserbereich hat ein Sohlgefälle von 1:5, ein Volumen von 3,4 m3 und eine Oberfläche von 13,5m2.
• Die Dichtung erfolgt mittels eines 20 cm mächtigen Lehmschlages.
• Der Zulauf ist 50 cm unter der Spiegeloberfläche im Freiwasserbereich. Der Sommerauslauf befindet sich am Ende der Flachwasserzone. Im Winter wird ein Einlauf, der 30 cm unter der Oberfläche in der Freiwasserzone angeordnet ist, durch Schieberßteuerung in Betrieb genommen, sobald sich auf dem Teich eine Eisdecke von 10 - 15 cm gebildet hat. Die Luftschicht unter dem Eis isoliert die tieferliegende Wasseroberfläche und schützt vor weiterem Zufrieren des Teiches.
• Mit der Anlage eines Schönungsteiches kann die Qualität des Ablaufes wesentlich verbessert werden. Neben Denitrifikation, weitergehende Phosphorelemination, , Sauerstoffanreicherung, Verminderung der Keimzahl und des Rest-BSB5, erfüllt der Teich im Sommer eine weitere wichtige Funktion durch seine Pufferwirkung. Durch die hohe Verdunstung der Sumpfpflanzen steigen Leitfähigkeit und die Konzentrationen der Abwasserparameter im Ablauf der Pflanzenbecken. In der Nacht und bei einsetzenden Niederschlägen werden erhöhte Konzentrationen ausgespült und im Teich verdünnt.
• Bepflanzung Geeignete Pflanzen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
• Wichtig bei der Auswahl ist neben den physiologischen Eigenschaften die Ausbildung des Wurzelsystemes, die Dominanz und die Vermehrung der Pflanze. Es empfiehlt sich die Beckentiefe der Durchwurzelungstiefe anzupassen, da sonst unterschiedliche Reaktions- und Strömungszonen entstehen können. Binsen und Schilf vermehren sich an nährstoffreichen Standorten sehr rasch. Schilf verliert dabei an Festigkeit und wird anfällig gegenüber Schädlingsbefall, vor allem Blattläusen. Die Pflanzenbestände, besonders bei kleinen Anlagen, werden durch Windeinwirkung gefährdet. Der Standort muß daher windgeschützt sein und eine maximale Besonnung erlauben.
• Die Bepflanzung des Teiches sollte im tieferen Wasser mit Schilf (Phragmites australis), Binsen (Schoenplectus lacustris) im Anschluß können folgende Makrophyten gepflanzt werden.
• Betrieb der Anlage Schlammbehandlung Die in der Kläranlage anfallende Schlämme können, sofern sie stabilisiert sind, auf mit Schilf bepflanzten Trockenbeeten aufgebracht werden. Der Schlamm wird schnell entwässert und mineralisiert, ebenso wird die Qualität des Dranablaufes verbessert.
• Durch die Kompostierung des getrockneten Schlammes werden die Schilfrhizome inaktiv und die Verwendung zur Bodenverbesserung im Land- und.Gsrtenbau möglich.
• Einmal jährlich wird ca. 400 1 Schlamm aus der Faulgrube auf die Ober flache des Schilfbeetes der Adsorptionsstufe aurgebracllt. Nach dem Vorgang empfiehlt es sich, den mit Filtrat belasteten Ablauf der Becken in den Zufluß der Anlage zurückzupumpen. Ein Abzug im Sommer gewährleistet eine schnelle Mineralisierung des Schlammes. durch durch, Nach Abschluß des Schlammabzuges muß das Rohr durch einen vorgesehenen Trinkwasseranschluß gespült werden.
• Pflanzenwasserbedarf und Evapotranspirstion Die Halmdichte betrug (2 Jahre nach Bepflanzung) bei Schilf (Phragmites australis) 1000 Stück/m2 und bei Binsen (Schoenoplectus lacustria) 2770 Stück/m2 und erreicht damit das 10-fache der natürlicnen Bestunde.
• Für die Bemessung der Pflanzenanlage kann von einer Halmdichte bei Schilf von 500 Hslme/m2 und bei Binsen von 1000 Halmen/m2 ausgegangen werden.
• Winterbetrieb Die Verteilerrinnen der Pflanzenbecken erhalten eine wärmedämmende Abdeckung.
• Die horizontal durchströmten Pflanzenbecken bleiben bei ausreichender hydraulischer Belastung funktionsfähig, wie die Praxis in Bad Reichenhall und in den österreichischen Alpen belegt.
• Bei starkem Frost ist mit einer Überfrierung der Oberfläche der vertikaldurchströmten Decken zu rechnen.
• Eine Abschaltung dieser Becken und eine direkte Einleitung in die horizontal durchströmten Becken ist daher vorgesehen.
• Im Falle einer unzureichenden hydraulischen Belastung können die flacheren Binsenbecken mit einer isolierenden Strohschicht oder mit dem Schnittgut der Becken abgedeckt werden.
• Der Schönungsteich wird um 30 cm bei einer Eisdecke von 10 - 15 cm abgesenkt und durch die Luftschicht zwischen Wasser und Eisdecke von weiterem Zufrieren geschützt.
• Der Teich bleibt somit auch im Winter funktionsfähig.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Anlage zur biologischen Reinigung von Abwasser, bestehend aus hintereinander angeordneten Filterbecken, die mit ein starkes Wurzelsystem aufweisenden Pflanzen besetzt sind, sowie mit einem dem Filterbecken vorgeschalteten Beruhigungsbecken, dadurc h gekennzeichnet, daß das Beruhigungsbecken als mechanische Absetzstufe (1) ausgebildet ist, daß die sich daran anschließende erste Filterstufe aus mindestens einem mit lehmigem Sand, Sand und kiesgefüllten und mit Schilf bepflanzten auf seiner ganzen Breite und Länge vertikal von intermitierend zugeführtem Abwasser durchströmen Becken (2,3) besteht, daß der ersten Filterstufe eine zweite Filterstufe, die aus mit Sand und Kies gefüllten, mit Schilf bepflanzten auf ihrer gesamten Breite und Tiefe horizontal vom Abwasser durchströmten Becken (4,5) besteht, daß der zweiten Filterstufe eine #.liminationsstufe nachgeschaltet ist, die aus mindestens einem mit Kies gefüllten, mit Binsen bepflanzten auf seiner ganzen Breite und Tiefe horizontal vom Abwasser durchströmten Becken (6,7) besteht und daß dieser Eliminationsstufe eine Adsorptionsstufe folgt, die aus mindestens einem mit lehmigem Sand gefüllten und Schilf bepflanzten auf seiner ganzen Breite und Tiefe horizontal vom Wasser durchströmten Becken (8,9) besteht.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Becken aller Stufen ein Abmessungsverhältnis Breite zu Länge von 1 : 1 bzw. 1 2 aufweisen.
3. 3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorptionsstufe ein Schönungsteich nachge schaltet ist.
4. 4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, d a d u r o h g e k e n n z e i c h n e t daß Für alle Becken der zweiten und Folgenden FilterstuFe jeweils ein den Wnsserspiegel geringfügig unter der Bodenoberfläche haltender Obenauf vorgesehen ist.
5. 5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß für die vertikal durchströmten Becken der ersten Filterstufe eine den Wasserspiegel maximal in der halben Tiefe des Filterkörperar haltende Vorrichtung vorgesehenen ist.
6. 6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Stirnwände der horizontal durchströmten Becken aus Lochsteinen oder Lochwänden gebildet sind.
7. 7. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kiesgröße 6 bis 12 mm und die Sandkorngröße 1,2 bis 1,8 mm beträgt.