DE20105661U1

DE20105661U1 - Small wastewater treatment plant

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Publication number: DE20105661U1
Application number: DE20105661U
Authority: DE
Original assignee: ZAPF GmbH
Current assignee: Klaro GmbH
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2001-08-30
Anticipated expiration: 2011-03-31

Description

KleinkläranlageSmall sewage treatment plant

Die Erfindung befasst sich mit Kläranlagen für häusliches Abwasser, insbesondere dezentrale Anlagen, die bei kleinen Ansiedlungen Anwendung finden. Bei solchen Anlagen sind häufig periodisch wiederkehrende Pumpvorgänge erforderlich, wobei meist ein festgelegter unterer Füllstand eingehalten werden muss. Da diese Anlagen nicht von einem professionellen Klärwärter betrieben werden, hat ein wartungsarmer und störungsfreier Betrieb höchste Priorität. Für solche Einsatzfälle haben sich Abpumpvorrichtungen nach dem Druckluftheberprinzip gut bewährt. Dabei wird die Förderwirkung von Luft ausgenützt, die in einem wassergefüllten Rohr aufsteigt.The invention relates to sewage treatment plants for domestic wastewater, particularly decentralized systems that are used in small settlements. Such systems often require periodic pumping operations, whereby a fixed lower filling level must usually be maintained. Since these systems are not operated by a professional sewage treatment plant attendant, low-maintenance and trouble-free operation is a top priority. Pumping devices based on the compressed air lift principle have proven to be very effective for such applications. This utilizes the conveying effect of air that rises in a water-filled pipe.

Eine derartige Kleinkläranlage ist beispielsweise aus der EPa 0 968 965 A1 bekannt. Im Fall dieser Kläranlage ist eine Abpumpvorrichtung für geklärtes Abwasser nach dem Druckluftheberprinzip vorgesehen, die einen in Strömungsrichtung aufwärts gerichteten ersten Teil, einen daran anschließenden abwärtsgerichteten zweiten Teil und schließlich einen aufwärts gerichteten dritten Teil aufweist. Hierbei dient der erste aufwärtsgerichtete Teil der Rückhaltung von Schwimmschlamm, der sich an der Oberfläche des Behälter gebildet haben kann und dessen Absaugung verhindert werden muss. Am unteren Ende des dritten Teils wird Druckluft eingespeist und so die Förderung des Wassers bewirkt. Die Regelung des niedrigsten Wasserstandes wird hierbei über einen Schwimmer bewirkt, der bei Erreichen des niedrigsten Wasserstandes die Luftzuführung unterbricht. Es besteht die Gefahr, dass sich Schwimmstoffe und Teile des Belebtschlamms an dem Schwimmkörper ansetzen und dadurch seine Funktion beeinträchtigen. Der Schwimmer muss deshalb in kurzen Zeitabständen überprüft und ggfls. gereinigt werden. Dieser Wartungsaufwand stellt insbesondere bei kleinen Kläranlagen einen erheblichen Nachteil dar.Such a small sewage treatment plant is known, for example, from EPa 0 968 965 A1. In the case of this sewage treatment plant, a pumping device for treated waste water is provided according to the compressed air lift principle, which has a first part directed upwards in the direction of flow, a second part directed downwards following this and finally a third part directed upwards. The first upward-facing part serves to retain floating sludge that may have formed on the surface of the container and whose suction must be prevented. Compressed air is fed into the lower end of the third part and thus causes the water to be pumped. The lowest water level is regulated by a float, which interrupts the air supply when the lowest water level is reached. There is a risk that floating matter and parts of the activated sludge will adhere to the float and thus impair its function. The float must therefore be checked at short intervals and cleaned if necessary. This maintenance effort represents a considerable disadvantage, particularly in small sewage treatment plants.

Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe, Kleinkläranlagen mit den aus der EPa 0 968 965 A1 bekannten einfachen Abpumpvorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die ohne wartungsaufwändige Steuereinrichtungen auskommen.The invention therefore has the object of providing small sewage treatment plants with the simple pumping devices known from EPa 0 968 965 A1, which do not require maintenance-intensive control devices.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst. Die über den höchsten Wasserstand hinausragende Belüftungsleitung, welche saugseitig auf Höhe des niedrigsten Wasserstandes an die Abpumpvor-This object is achieved according to the invention by the characterizing part of claim 1. The ventilation line protruding above the highest water level, which is connected on the suction side to the pumping device at the height of the lowest water level,

richtung angeschlossen ist, bewirkt eine Unterbrechung der Wasserförderung bei Erreichen des niedrigsten Wasserstandes auch bei fortdauernder Luftzufuhr zu der Abpumpvorrichtung. Es wird damit möglich, die Druckluftzufuhr zur Abpumpvorrichtung über eine zeitabhängige Schaltung zu steuern, wobei die Zeit so eingestellt wird, dass der niedrigste Füllstand in jedem Fall erreicht wird. Wartungsaufwändige Schaltgeräte im Klärbehälter können damit entfallen. Wenn entsprechend Anspruch 2 die Belüftungsleitung an ein im wesentlichen horizontalverlaufendes Teilstück der Abpumpvorrichtung angeschlossen ist, dessen Fließsohle auf der Höhe des niedrigsten Wasserstandes liegt, lässt sich eine besonders genaue Begrenzung des Wasserstandes erreichen.device causes an interruption in the water supply when the lowest water level is reached, even if the air supply to the pumping device is continuous. This makes it possible to control the compressed air supply to the pumping device via a time-dependent circuit, with the time being set so that the lowest filling level is reached in every case. Maintenance-intensive switching devices in the clarification tank can thus be dispensed with. If, in accordance with claim 2, the ventilation line is connected to an essentially horizontal section of the pumping device, the flow base of which is at the height of the lowest water level, a particularly precise limitation of the water level can be achieved.

Die Förderleistung einer Abpumpvorrichtung nach dem Druckluftheberprinzip hängt neben anderen Einflussfaktoren insbesondere von der Höhe des von dem Luft-Wassergemisch durchströmten Teilstück ab. Deshalb ermöglicht die Anordnung der Luftzuführung nach Anspruch 3 eine besonders hohe Förderleistung. Wenn nach Anspruch 4 der zweite abwärts gerichtete Teil der Abpumpvorrichtung bis knapp über den Boden des Klärbehälters geführt wird, wird in Verbindung mit dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 3 damit die maximal mögliche Förderleistung der Abpumpvorrichtung erreicht.The delivery capacity of a pumping device based on the air lift principle depends, among other influencing factors, in particular on the height of the section through which the air-water mixture flows. Therefore, the arrangement of the air supply according to claim 3 enables a particularly high delivery capacity. If, according to claim 4, the second downward-directed part of the pumping device is guided to just above the bottom of the clarification tank, in conjunction with the characterizing part of claim 3, the maximum possible delivery capacity of the pumping device is achieved.

Die Ausführung nach Anspruch 5 stellt sicher, dass im Normalbetrieb die Abführung von Wasser aus dem Klärberich immer nur über die Abpumpvorrichtung erfolgt. Im Störungsfall, z. B. bei Ausfall der Druckluftversorsorgung, kann sich der Wasserstand im Behälter maximal bis auf die Höhe des dritten aufwärts gerichteten Teils der Abpumpvorrichtung aufstauen; bei weiter steigendem Füllstand dient die Abpumpvorrichtung als Notüberlauf.The design according to claim 5 ensures that, in normal operation, water is always drained from the treatment area only via the pumping device. In the event of a malfunction, e.g. if the compressed air supply fails, the water level in the tank can build up to a maximum of the height of the third upward-facing part of the pumping device; if the level continues to rise, the pumping device serves as an emergency overflow.

Nach Anspruch 6 ist am höchsten Punkt der Abpumpvorrichtung eine Entlüftungsleitung zum Entweichen der Förderluft vorgesehen, damit der Abfluss des Wassers in den Leitungen nach dem Klärbeälter nicht behindert wird. Im Fall des oben beschriebenen Notüberlaufs dient diese Entlüftungsleitung zugleich als Sicherung gegen Absaugen von Wasser aus dem Beälter durch nachfolgende tieferliegende Leitungen.According to claim 6, a vent line is provided at the highest point of the pumping device for the escape of the conveying air so that the outflow of water in the pipes after the settling tank is not impeded. In the case of the emergency overflow described above, this vent line also serves as a safeguard against water being sucked out of the tank by subsequent lower-lying pipes.

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Anspruch 7 zeigt eine besonders kostengünstige Ausführung der Abpumpvorrichtung. Claim 7 shows a particularly cost-effective design of the pumping device.

Da bei der erfindungsgemäßen Kleinkläranlege keine Schalteinrichtungen im Klärbehälter erforderlich sind, kann die Anlage nach Anspruch 8 mit einer reinen Zeitintervallsteuerung betrieben werden.Since no switching devices are required in the sewage tank in the small sewage treatment plant according to the invention, the plant can be operated with a pure time interval control according to claim 8.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren noch näher erläutert. Die Figuren haben nur beispielhaften Charakter ohne Einschränkung der Allgemeinheit.The invention is explained in more detail below with reference to figures. The figures are only exemplary and do not limit the general scope.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 einen Schnitt durch eine Kleinkläranlage mit nur einem Klärbereich und einer Abpumpvorrichtung für geklärtes Wasser; Figure 1 shows a section through a small sewage treatment plant with only one treatment area and a pumping device for treated water;

Figur 2 einen Schnitt durch eine Kleinkläranlage mit zwei aufeinanderfolgenden Klärbereichen mit einer Abpumpvorrichtung aus dem ersten in den zweiten Klärbereich und einer Abpumpvorrichtung für geklärtes Wasser aus dem zweiten Klärbereich; Figure 2 shows a section through a small sewage treatment plant with two consecutive treatment areas with a pumping device from the first to the second treatment area and a pumping device for treated water from the second treatment area;

Figur 3 einen Ausschnitt aus dem Bereich des Ablaufs der Kläranlage mit gegenüber Figur 2 abgewandelter Ausführung des Ablaufs. Figure 3 shows a section of the drainage area of the sewage treatment plant with a modified design of the drainage compared to Figure 2.

In Fig. 1 und Fig. 2 weist die Kleinkläranlage 2 einen Klärbehälter 4 mit einem Zulauf 6 und einem Ablauf 8 auf. Dabei weist der Klärbehälter 4 im Fall der Figur 1 nur einen Klärbereich 10 auf, während im Fall der Figur 2 ein erster Klärbereich 12 und ein zweiter Klärbereich 14 vorgesehen sind. In allen Klärbereichen kann der Füllstand zwischen einem niedrigsten Füllstand 16 und einem höchsten Füllstand 18 variieren; die Füllstande können in den unterschiedlichen Klärbereichen 10, 12 und 14 auch unterschiedlich sein. Ferner kann in allen Fällen auch eine Schwimmschlammschicht 20 vorhanden sein. In jedem Klärbereich 10, 12 oder 14 ist eine Abpumpvorrichtung 22 bzw. 24 mit einem ersten aufwärts gerichteten Teil 26 bzw. 28, einem zweiten abwärts gerichteten Teil 30 bzw. 32 und einem dritten aufwärts gerichteten Teil 34 bzw. 36 vorgesehen, wobei an dem jeweiligen aufwärts gerichteten dritten Teil 34 bzw. 36 jeweils eine Druckluftzuführung 38 bzw. 40 angeschlossen ist. Im Bereich des niedrigsten Füllstandes 16 ist an der Abpumpvorrichtung 22 bzw. 24 jeweils eineIn Fig. 1 and Fig. 2, the small sewage treatment plant 2 has a sewage tank 4 with an inlet 6 and an outlet 8. In the case of Fig. 1, the sewage tank 4 has only one sewage treatment area 10, while in the case of Fig. 2, a first sewage treatment area 12 and a second sewage treatment area 14 are provided. In all sewage treatment areas, the fill level can vary between a lowest fill level 16 and a highest fill level 18; the fill levels can also be different in the different sewage treatment areas 10, 12 and 14. Furthermore, in all cases, a floating sludge layer 20 can also be present. In each purification area 10, 12 or 14, a pumping device 22 or 24 is provided with a first upwardly directed part 26 or 28, a second downwardly directed part 30 or 32 and a third upwardly directed part 34 or 36, wherein a compressed air supply 38 or 40 is connected to the respective upwardly directed third part 34 or 36. In the area of the lowest filling level 16, a

Belüftungsleitung 42 bzw. 44 angeschlossen, deren oberes Ende 46 bzw. 48 über dem höchsten Füllstand 18 liegt. Der aufwärts gerichtete erste Teil 26 bzw. 28 der Abpumpvorrichtung 22 bzw. 24 stellt jeweils eine Barriere gegen das Absaugen der Schwimmschlammschicht 20 dar.Aeration lines 42 or 44 are connected, the upper end 46 or 48 of which is above the highest filling level 18. The upwardly directed first part 26 or 28 of the pumping device 22 or 24 represents a barrier against the suction of the floating sludge layer 20.

In Fig. 1 ist der erste Teil 26 der Abpumpvorrichtung 22 schräg nach aufwärts und der Teil 30 schräg nach abwärts gerichtet. Die Belüftungsleitung 42 mündet hier mit einem horizontalen Teilstück 50 knapp unterhalb des ersten Krümmers 52 der Abpumpvorrichtung 22. Die Druckluftzuführung 38 ist in diesem Fall unmittelbar nach dem zweiten Krümmer 54 der Abpumpvorrichtung 22 an den aufwärts gerichteten dritten Teil 34 der Abpumpvorrichtung 22 angeschlossen, die Abpumpvorrichtung weist an ihrem Ende ein horizontales Teilstück 56 auf, das aus dem Klärbehälter 4 herausgeführt ist und dessen Ablauf 8 bildet. Wenn Druckluft zugeführt wird, steigt diese in dem in diesem Fall senkrechten aufwärts gerichteten dritten Teil 34 der Abpumpvorrichtung 22 auf und fördert dabei Wasser aus dem Klärbehälter 4, bis der Wasserspiegel bis auf die Höhe der Belüftungsleitung 42 abgesenkt ist und über diese Luft in dem abwärts gerichteten zweiten Teil 30 der Abpumpvorrichtung 22 eintreten kann. Die Strömung im aufwärts gerichteten ersten Teil 26 der Abpumpvorrichtung 22 reißt dann ab und es wird kein weiteres Wasser aus dem Klärbehälter gepumpt. Im dargestellten Fall hat die Abpumpvorrichtung 22 an ihrem höchsten Punkt 58 keine Vorrichtung zum Entweichen der Förderluft; diese wird mit dem Wasser aus dem Klärbehälter 4 gefördert.In Fig. 1, the first part 26 of the pumping device 22 is directed diagonally upwards and the part 30 is directed diagonally downwards. The ventilation line 42 opens here with a horizontal section 50 just below the first bend 52 of the pumping device 22. The compressed air supply 38 is in this case connected to the upwardly directed third part 34 of the pumping device 22 immediately after the second bend 54 of the pumping device 22. The pumping device has a horizontal section 56 at its end, which leads out of the clarification tank 4 and forms its outlet 8. When compressed air is supplied, it rises in the third part 34 of the pumping device 22, which in this case is vertical and directed upwards, and in doing so pumps water out of the clarification tank 4 until the water level has dropped to the height of the ventilation line 42 and air can enter the downward-directed second part 30 of the pumping device 22 via this. The flow in the upward-directed first part 26 of the pumping device 22 then stops and no further water is pumped out of the clarification tank. In the case shown, the pumping device 22 has no device for the conveying air to escape at its highest point 58; this is pumped out of the clarification tank 4 with the water.

Figur 2 zeigt einen Klärbehälter 4, der durch eine Trennwand 60 in die beiden Klärbereiche 12 und 14 unterteilt ist. In jedem Klärbeich ist eine Abpumpvorrichtung 22 bzw. 24 vorgesehen. Die abwärts bzw. aufwärts gerichteten Teile 26, 28, 30, 32, und 36 der Abpumpvorrichtungen 22 bzw. 24 verlaufen in diesem Fall alle senkrecht; dazwischen sind horizontale Teile 62, 64, 66, 68, 70 und 72 angeordnet. An die horizontalen Teile 62 bzw. 64 sind jeweils senkrechte Belüftungsleitungen 42 bzw. 44 angeschlossen; an den horizontalen Teilen 70 bzw. 72 schließen senkrechte Entlüftungsleitungen 74 bzw. 76 an. Der Ablauf 8 des Klärbehälters 4 ist in diesem Fall mit einem oben offenen Krümmer 78 versehen. Die Abpumpvorrichtungen 22 bzw. 24 enden in diesem Fall mit senkrecht abwärts gerichteten Teilen 80 bzw. 82, wobei der Teil 80 der Abpumpvorrichtung 22 im Klärbereich 14 und der Teil 82 der Abpumpvor-Figure 2 shows a clarification tank 4 which is divided into the two clarification areas 12 and 14 by a partition wall 60. A pumping device 22 or 24 is provided in each clarification area. The downward and upward parts 26, 28, 30, 32 and 36 of the pumping devices 22 or 24 all run vertically in this case; horizontal parts 62, 64, 66, 68, 70 and 72 are arranged between them. Vertical ventilation lines 42 and 44 are connected to the horizontal parts 62 and 64; vertical vent lines 74 and 76 are connected to the horizontal parts 70 and 72. The outlet 8 of the clarification tank 4 is in this case provided with a bend 78 which is open at the top. In this case, the pumping devices 22 and 24 end with vertically downward directed parts 80 and 82, respectively, with the part 80 of the pumping device 22 in the clarification area 14 and the part 82 of the pumping device

richtung 24 im Krümmer 78 des Ablauf 8 mündet. Die Druckluftzuführungen 38 bzw. 40 sind jeweils unmittelbar oberhalb der horizontalen Teile 66 bzw. 68 an die Abpumpvorrichtungen 22 bzw. 24 angeschlossen. Wenn Abpumpvorrichtung 22 mit Druckluft beaufschlagt wird, wird Wasser aus dem Klärbereich 14 in den Klärbereich 16 gefördert, bis der Wasserstand auf Höhe der Fließsohle im horizontalen Teilstück 62 der Abpumpvorrichtung 22 abgesenkt und damit der niedrigste Füllstand 16 in Klärbereich 14 erreicht ist. Ab diesem Zeitpunkt wird über die Belüftungsleitung 42 nur noch Luft angesaugt und die Wasserförderung kommt zum Stillstand. Am höchsten Punkt 58 der Abpumpvorrichtung 22 kann die Förderluft über die Entlüftungsleitung 74 entweichen, so dass im endseitigen abwärts gerichteten Teil 80 der Abpumpvorrichtung 22 nur Wasser gefördert wird. Sinngemäß erfolgt das Abpumpen aus dem Klärbereich 16 mit der Abpumpvorrichtung 24. Die dargestellte Förderung in einen oben offenen Krümmer 78 des Ablaufs 8 ist nicht zwingend; vielmehr kann auch wie in Figur 1 dargestellt die Abpumpvorrichtung 24 fest an den Ablauf 8 des Klärbehälter 4 angeschlossen sein. Es ist auch in diesem Fall vorteilhaft, wenn die Förderluft über die Entlüftungsleitung 76 abgeführt wird, weil dann der weitere Wassertransport im anschließenden Leitungssystem nicht durch Luft im Wasser behindert wird.direction 24 opens into the bend 78 of the drain 8. The compressed air supplies 38 and 40 are each connected to the pumping devices 22 and 24 directly above the horizontal parts 66 and 68. When compressed air is applied to the pumping device 22, water is pumped from the clarification area 14 into the clarification area 16 until the water level is lowered to the level of the flow bed in the horizontal section 62 of the pumping device 22 and the lowest fill level 16 in the clarification area 14 is reached. From this point on, only air is sucked in via the ventilation line 42 and the water transport comes to a standstill. At the highest point 58 of the pumping device 22, the transport air can escape via the vent line 74, so that only water is transported in the downward-facing part 80 of the pumping device 22 at the end. The pumping out of the clarification area 16 is carried out using the pumping device 24. The illustrated conveying into a bend 78 of the outlet 8 that is open at the top is not mandatory; rather, as shown in Figure 1, the pumping device 24 can also be permanently connected to the outlet 8 of the clarification tank 4. In this case, too, it is advantageous if the conveying air is discharged via the vent line 76, because then the further transport of water in the subsequent pipe system is not hindered by air in the water.

In Fig. 3 ist der vor dem Ablauf 8 des Klärbehälters 2 in Abwandlung der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ein topfartiger Schacht 84 vorgeschaltet, in welchen der letzte abwärtsgerichtete Teil 82 der Abpumpeinrichtung 24 mündet. Der topfartige Schacht 84 kann z. B. durch ein handelsübliches Kunststoff-T-Stück 86 gebildet sein, das auf seiner Unterseite mit einem ebenfalls handelsüblichen Verschlussdeckel abgedichtet ist. Die Ausbildung des topfartiegen Schachtes 84 ermöglicht es, ein Schöpfgefäß 90 unter das abwärtsgerichtete Teil 82 der Abpumpteinrichtung 24 zu führen und dort eine Probe des geklärten Abwassers zu ziehen.In Fig. 3, in a modification of the embodiment shown in Fig. 2, a pot-like shaft 84 is arranged upstream of the outlet 8 of the clarification tank 2, into which the last downward-facing part 82 of the pumping device 24 opens. The pot-like shaft 84 can be formed, for example, by a commercially available plastic T-piece 86, which is sealed on its underside with a likewise commercially available closure lid. The design of the pot-like shaft 84 makes it possible to guide a scoop 90 under the downward-facing part 82 of the pumping device 24 and to take a sample of the clarified wastewater there.

Claims

1. Small sewage treatment plant with an inlet for untreated waste water, with at least one treatment area with a pumping device for treated waste water according to the compressed air lift system, the pumping device having at least one upwardly directed first part for retaining floating matter, a downwardly directed second part and an upwardly directed third part in the flow direction, and with a device for limiting the lowest water level in the treatment area, characterized in that the device for limiting the lowest water level is formed by a ventilation line which projects beyond the highest water level in the treatment area and is connected on the suction side to the pumping device at the level of the lowest water level.

2. Small sewage treatment plant according to claim 1, characterized in that the aeration line is connected to a substantially horizontally extending section of the pumping device between the first upwardly directed part and the second downwardly directed part, the flow bottom of which is at the height of the lowest water level.

3. Small sewage treatment plant according to one of claims 1 or 2, characterized in that the compressed air supply for the pumping device is arranged in the flow direction immediately after the lowest point of the pumping device.

4. Small sewage treatment plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the downwardly directed second part of the pumping device is guided to just above the bottom of the tank of the small sewage treatment plant.

5. Small sewage treatment plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the upwardly directed section of the pumping device is raised above the highest water level of the respective treatment area.

6. Small sewage treatment plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that a vent line for the escape of the conveying air is provided at the highest point of the pumping device.

7. Small sewage treatment plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pumping device is essentially formed from commercially available plastic pipes.

8. Small sewage treatment plant according to one of claims 1 to 7, characterized by a time interval control.

9. Small sewage treatment plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that a sampling device is arranged in the sewage treatment tank upstream of the outlet and is connected to the latter.

10. Small sewage treatment plant according to claim 9, characterized in that the sampling device is formed by a container which is open at the top and whose upper edge is above the highest operating water level of the sewage treatment tank.

11. Small sewage treatment plant according to one of claims 9 or 10, characterized in that the drain line of the drainage device has a downwardly directed leg at the mouth into the sampling device.

12. Small sewage treatment plant according to one of claims 9 to 11, characterized in that the sampling device has a height such that a commercially available sampling vessel can be guided under the mouth of the drain line of the drain device.

13. Small sewage treatment plant according to one of claims 9 to 13, characterized in that the sampling device is formed by a commercially available plastic molding.