Die Erfindung betrifft eine Kleinkläranlage mit darin positionierten
Aggregaten, insbesondere einem Belüfter und einer Klarwasserpumpe.
Derartige Kläranlagen finden vorzugsweise dort Verwendung, wo
der Anschluss an ein öffentliches Kanalnetz nicht möglich oder unwirtschaftlich
ist. Dabei sind die Kläranlagen entsprechenden gesetzlichen Bestimmungen je
nach Typ für eine maximale Einwohnerzahl dimensioniert, das heißt die
Volumina der Kammern sowie die Leistungen der Aggregate sind vorgeschrieben.
Probleme ergeben sich jedoch in der Praxis dadurch, dass diese Kläranlagen
auf Grund der genannten gesetzlichen Vorgaben vielfach überdimensioniert sind,
nämlich dann, wenn Schmutzwasser von einer geringeren als der maximal möglichen
Einwohnerzahl zugeführt wird.
Auf Grund der installierten Aggregate, die auf einem bestimmten Niveau
positioniert sind, wird in jedem Fall eine vorgegebene große Menge an Schmutzwasser
belüftet, unabhängig davon, wie viel tatsächlich zugeführt wird.
Diese verhältnismäßig große Menge des zu belüftenden
Wassers führt durch den Betrieb des Belüfters zu einem hohen Energieverbrauch,
der, da Kläranlagen im Dauerbetrieb stehen, eine signifikante Größe
erreichen kann, mit den entsprechenden wirtschaftlichen Nachteilen.
Darüber hinaus führt die geringe Menge an zugeführtem
Schmutzwasser bei reduzierter Benutzerzahl zu einer Unterbelastung, durch die sich
größere Probleme hinsichtlich eines mikrobiologischen Abbaus ergeben.
Dies vor allem deshalb, weil durch den verringerten Eintrag an Schmutzwasser gleichermaßen
ein geringes Nahrungsangebot für die Mikroben vorliegt, was zu einer entsprechenden
Ineffizienz des gesamten Verfahrens führt.
Bekannt ist ein Gebrauchsmuster DE
203 12 893 „Kleinkläranlage", wo die entsprechenden Aggregate
in der Kleinkläranlage höhenverstellbar über Schellen an einer Zwischenwand
montierbar sind. Die Kläranlage mit mindestens einer Kammer und mehreren darin
positionierten Aggregaten, insbesondere einer Klarwasserpumpe und einem Belüfter,
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aggregate höhenverstellbar über eine
feste Halterung an einer Zwischenwand angeordnet sind. Der Nachteil dieser technischen
Lösung ist dadurch gegeben, dass nur durch eine feste Installation der Höhenverstellbarkeit
eines jeweiligen Aggregates ein Einfluss auf die Benutzergrößen genommen
wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kleinkläranlage
der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, dass ihr Betrieb unabhängig
von der zugeführten Schmutzwassermenge unterhalb eines vorgegebenen Maximalwertes
optimal ausgeführt wird und die Nachteile des Standes der Technik ausgegrenzt
werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
eine Kleinkläranlage gemäß des Anspruches 1 und seiner Unteransprüche
signalisiert ist.
Durch diese konstruktive Ausgestaltung besteht nun die Möglichkeit,
die Kleinkläranlage den Gegebenheiten anzupassen, das heißt ihren Betrieb
entsprechend einem veränderten Schmutzwasseranfall durch die jeweils optimierte
Lage der Aggregate zu realisieren.
Mittels der schwimmenden Höhenverstellbarkeit der Aggregate,
vorzugsweise jeweils separat, kann beispielsweise eine Verkleinerung der zu belüftenden
biologischen Menge erreicht werden, so dass ein vermindertes Volumen in entsprechenden
Zeitintervallen und entsprechend der tatsächlich angefallenen Schmutzwassermenge
biologisch geklärt wird. Diese geringere Menge führt zu einer Optimierung
des mikrobiologischen Abbaus, da für die Mikroben, bezogen auf das Volumen
des zu reinigenden Wassers, eine ausreichende Nahrungskonzentration vorliegt.
Die Betriebsanpassung der Aggregate in Form der schwimmenden Ausführung
an das als Optimum anzusehende Klärwasservolumen führt darüber hinaus
zur Senkung der Betriebskosten, da beispielsweise auf Grund der geringeren Menge
des zu belüftenden Abwassers ein entsprechend geringer Energieverbrauch des
Aggregates Belüfter gegeben ist.
Da solche Kleinkläranlagen, wie erwähnt, praktisch im Dauerbetrieb
arbeiten, kommt einer Anpassung der Betriebszeit bzw. der Betriebsdauer der eingesetzten
Aggregate und die optimale Lage der Aggregate an die tatsächlichen Erfordernisse
in wirtschaftlicher Hinsicht eine besondere Bedeutung zu.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gegeben,
dass jedes Aggregat über eine separate Halterung mit einer Halteklemme und
einer Gleitrohrführung und dem entsprechenden Gleitrohr in Verbindung mit einem
Schwimmkörper befestigt ist und beispielsweise das jeweilige Aggregat klemmend
über eine Halteklammer an der Haltevorrichtung der Kleinkläranlage angeordnet
ist. Die Haltevorrichtung kann zum Beispiel bei Einkammerkläranlagen ein oberer
Kreuzring oder eine Edelstahltraverse sein. Bei Mehrkammerkläranlagen ist eine
Zwischenwand gegeben. Diese Halteklammer ist in Verbindung mit Befestigungsklemmen
an der vorgegebenen Haltevorrichtung der Kleinkläranlage aufgesetzt. Über
entsprechende Befestigungsschellen ist eine Gleitrohrführung angeordnet. In
dieser Gleitrohrführung ist nun ein entsprechendes Gleitrohr angeordnet, welches
sich höhenverstellbar beweglich je nach Inhalt der Kleinkläranlage verändert.
Dabei ist das Gleitrohr in Verbindung mit dem Aggregat und dem aufgesetzten Schwimmkörper
gegeben. Oberhalb des Gleitrohres an entsprechenden Formteilen ist die Aggregatezufuhr
ausgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend im Rahmen eines Ausführungsbeispieles
anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 Seitenansicht schwimmender Belüfter mit Befestigungsaggregaten
2 Draufsicht auf eine entsprechende Aggregathalterung
3 Vorderansicht einer Aggregathalterung
4 Ausführung eines Schwimmkörpers SBR ist
die Abkürzung von „sequencing batch reaktor", wörtlich übersetzt
bedeutet das „aufeinander folgender Stapel-Reaktor". Die SBR-Kläranlage
läuft in den Verfahrensschritten Vorklärung, Belebung und Nachklärung
ab, wobei Belebungs- und Nachklärbecken nicht räumlich voneinander getrennt
sind. In diesem kombinierten Becken (SBR-Reaktor) findet die eigentliche biologische
Abwasserreinigung statt. Im SBR-Reaktor laufen die Funktionen von Belebungsbecken
und Nachklärung zeitlich voneinander getrennt ab. Die entsprechende zeitliche
und funktionale Abfolge wird als Zyklus bezeichnet.
Die Abwasserreinigung erfolgt in 5 Phasen:
- – Beschickungsphase
- – Belüftungsphase
- – Schlammabzug
- – Absetzphase, Sedimentationsphase
- – Abzugsphase.
Während der Belüftungs-, Absetz- und Abzugsphase muss der
Abwasserzulauf gespeichert werden. Dies kann systembedingt in der Vorklärung
oder auch in einem gesonderten Pufferbehälter erfolgen. Die Belüftung
erfolgt nach dem Injektorprinzip in einem so genannten Pausenlaufzeitintervall.
Die Zykluszeit, in der jeweils die einzelnen Phasen ablaufen, beträgt 8 Stunden,
so dass pro Tag 3 Zyklen stattfinden. Der anfallende Überschussschlamm im SBR-Reaktor
wird mit einer Pumpe in die Vorklärung gefördert und in regelmäßigen
Abständen mit dem Vorklärschlamm entsorgt.
In der nachfolgenden Aufzeichnung des Ausführungsbeispiels wird
insbesondere die Möglichkeit der variablen Gestaltung der Gleitrohrführung
und des Gleitrohres in Verbindung mit einem schwimmenden Belüfter dargestellt.
Die vollbiologische Abwasserreinigung im SBR-Verfahren erfordert zum
Erreichen der vorgeschriebenen Reinigungswerte die Zuführung von Sauerstoff.
Diese Sauerstoffzuführung im Abwasser wird in der Regel durch den Einsatz von
Injektorbelüftern oder Kompressoren realisiert.
Der Stand der Technik zeigt auf, dass der Belüfter starr an der
Kläranlagenwand zwar variabel aber nicht in jedem Fall auf den aktuellen Wasserstand
aufgesetzt ist. Durch diese starre Konstruktion arbeitet der Belüfter bisher
nicht in Abhängigkeit vom Wasserspiegelstand innerhalb der Kläranlage.
Dies kann bei steigendem Wasserstand zu einer Reduzierung des einzutragenden Luftvolumenstromes
und einer Verringerung der Reinigungsleistung der Kläranlage führen.
Um dieses Problem zu überwinden, wurde die erfinderische Lösung
des schwimmenden Belüfters 1 entwickelt. Bei diesem System befindet
sich die vorhergehende starre Konstruktion mit bestimmten Befestigungsstellen an
der Zwischenwand in einer Gleitrohrführung 6 und wird mit Hilfe eines
Schwimmkörpers 5 immer auf das gleiche Niveau des zu verändernden
Wasserspiegels gehalten. Der einzutragende Luftvolumenstrom wird auf diese Weise
sehr konstant ausgeführt. Die Vorteile dieser schwimmenden Anordnung eines
Aggregates, zum Beispiel des schwimmenden Belüfters 1, sind dadurch
wie folgt gegeben:
- – Erhöhung des Luftvolumenstromes und dadurch höherer O2-Eintrag
- – Steigerung der Abwasserreinigungsleistung
- – verbesserte Konstanz der Reinigungsleistung
- – Senkung der Betriebskosten durch Verringerung der Lüfterlaufzeit
- – komfortablere und schnellere Einstellbarkeit des notwendigen Anlagenvolumens
bei Inbetriebnahme der Kläranlage
- – Reduzierung des Geräuschpegels bei Belüfterbetrieb
Wie aus den 1, 2
und 3 ersichtlich, ist der entsprechende schwimmende
Belüfter 1 unterhalb an dem Gleitrohr 2 angeordnet. Auf dem
schwimmenden Belüfter 1 ist ein Schwimmkörper 5, welcher
in einer besonderen Ausführungsform gemäß 4
dargestellt ist, mit Hilfe einer Edelstahlschraube 8 und einer aufliegenden
Kunststoffschiene 7 aufgesetzt. Das Gleitrohr 2, welches innerhalb
einer Gleitrohrführung 6 beidseitig der Halteklammer 4 vorhanden
ist, hat eine etwaige horizontale Bewegungsfreiheit von 280 mm. Dabei wird der schwimmende
Belüfter 1 als Injektorbelüfter Oxy-Jet KD-180 der Firma DAB
benutzt. Das Gleitrohr 2 verändert sich entsprechend des Wasserspiegels.
Das erforderliche Volumen des Schwimmkörpers 5, bestehend aus Styrodur,
wurde so berechnet, dass dieser die herkömmliche Belüftungskonstruktion
im Wasser tragen kann. Die Befestigung des Schwimmkörpers 5 erfolgt
mittels einer Kunststoffschiene 7, die mittig über den Schwimmkörper
5 gelegt und mit einer Edelstahlschraube 8 am Griff des schwimmenden
Belüfters 1 verschraubt wird. Der schwimmende Belüfter
1 ist so konstruiert, dass er im eingebauten Zustand eine Bewegungsfreiheit
von 280 mm aufweist. Mittels der Halteklammer 4 wird der Belüfter
in Verbindung mit den Befestigungsschellen 3 an der Gleitrohrführung
6 auf die im Behälter befindliche Zwischenwand aufgesetzt.
Bei der Inbetriebnahme schwimmt der Belüfter durch die Antriebswirkung
der Belüftungsschraube um x der Schwimmerbauhöhe auf und erreicht
dabei die optimale Lufteintragshöhe. Diese Höhe wird mit steigendem Wasserstand,
der sich durch die Beschickung aus der Vorklärung zwangsläufig einstellt,
bis 280 mm gehalten, da der schwimmende Belüfter 1 nun in der Lage
ist, mit dem Wasser aufzusteigen. Dabei bleibt der eingetragene Luftvolumenstrom
immer konstant. Die Eintragung des Luftvolumenstroms erfolgt über das Formteil
12 an dem Gleitrohr 2.
Die 2 zeigt eine Draufsicht des schwimmenden
Belüfters 1 mit dem aufgesetzten Schwimmkörper 5.
Das Gleiche gilt für die 3, wobei
hier eine Vorderansicht ausgestaltet ist.
Wie aus der 4 ersichtlich, ist der Schwimmkörper
5 so angeordnet, dass er durch eine seitliche radiale Ausformung passgerecht
an dem Gleitrohr 2 angefügt werden kann.
Diese konstruktiven Merkmale, wie in dem schwimmenden Belüfter
1 gemäß den 1 bis 4
dargestellt, können nun jeweils auch für andere Aggregate wie zum Beispiel
einer Klarwasserpumpe oder einer Beschickungs- und Schlammpumpe ausgeführt
werden. Der jeweilige konstruktive Zusammenhang zwischen dem Schwimmkörper
5 und einem entsprechenden Aggregat wird je nach Bauweise des Aggregats
ausgeführt.
Grundsätzlich bleibt die konstruktive Ausgestaltung des Aggregats
über ein Gleitrohr 2 innerhalb einer Gleitrohrführung
6 und einer Halteklammer 4 gegeben. Somit wird erreicht, dass
das jeweilige Aggregat, wie zum Beispiel der schwimmende Belüfter
1, stets im optimalen Zustand zum Klärwasserstand ausgeführt
ist.
- 1
- schwimmender Belüfter
- 2
- Gleitrohr
- 3
- Befestigungsschellen
- 4
- Halteklammer
- 5
- Schwimmkörper
- 6
- Gleitrohrführung
- 7
- Kunststoffschiene
- 8
- Edelstahlschraube
- 9
- Gleitrohrführungsverbinder
- 10
- T-Formteil
- 11
- Formteil
- 12
- T-Formteil
