DE29618902U1 - Plant for the purification of waste water without producing sewage sludge - Google Patents
Plant for the purification of waste water without producing sewage sludgeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Reinigung von Abwässern ohne Entstehung von Klärschlamm.The present invention relates to a plant for cleaning waste water without producing sewage sludge.
Zum einschlägigen Stand der Technik ist festzustellen, daß die umweltgerechte Behandlung und Entsorgung von aus der Abwasserreinigung stammenden Klärschlämmen zunehmend mit abfallwirtschaftlichen Problemen verbunden ist. Der meist zu Abfall werdende Klärschlamm stellt die kommunalen Klaranlagenbetreiber und die entsorgungspflichtigen Gebietskörperschaften bekanntlich zunehmend vor finanzielle, technologische und abfallwirtschaftliche Probleme. Die Möglichkeit einer Deponierung setzt nach dem derzeitigen Stand eine sehr weitgehende und damit aufwendige Entwässerung voraus, die den Einsatz von kostspieligen Kammerfilterpressen erforderlich macht, wenn nicht durch mineralische Zuschlagstoffe, die jedoch das abzulagernde Massevolumen nachteiligerweise vergrößern, die erforderlichen Flügelscherfestigkeiten sichergestellt werden können.Regarding the relevant state of the art, it can be stated that the environmentally friendly treatment and disposal of sewage sludge from wastewater treatment is increasingly associated with waste management problems. As is well known, sewage sludge, which usually becomes waste, is increasingly presenting financial, technological and waste management problems for municipal sewage treatment plant operators and the local authorities responsible for disposal. The possibility of landfilling requires, according to the current state of the art, very extensive and therefore complex dewatering, which makes the use of expensive chamber filter presses necessary, unless the required blade shear strengths can be ensured by mineral additives, which, however, disadvantageously increase the volume of mass to be deposited.
Unabhängig hiervon verschlechtern Klärschlämme allgemein die Standfestigkeit von Deponien und vergrößern die Gefahr von Setzungen der Oberfläche.Irrespective of this, sewage sludge generally worsens the stability of landfills and increases the risk of surface subsidence.
Ferner ist festzustellen, daß zukünftige Deponierungen durch die höher gewordenen Anforderungen der Vorschriften gemäß TA-Siedlungsabfall bezüglich der TS-Gehalte noch schwieriger als bisher zu realisieren sein werden.Furthermore, it should be noted that future landfills will be even more difficult to implement than before due to the more stringent requirements of the regulations according to the TA-Municipal Waste with regard to dry matter content.
Die thermische Verwertung der Klärschlammabfälle als Alternative zur Deponierung erfordert technisch aufwendige Verbrennungsanlagen, die einerseits kostspielig im Betrieb sind und andererseits nicht flächendeckend erstellt werden können. Ferner sind diese Verbrennungsanlagen gegenüber der Öffentlichkeit häufig kaum durchsetzbar. Ein weiterer Nachteil dieser Verbrennungsanlagen besteht schließlich darin, daß die wertgebenden Eigenschaften des Abfalls nicht genutzt werden, da die organischen Substanzen verbrannt werden.The thermal utilization of sewage sludge waste as an alternative to landfilling requires technically complex incineration plants, which are expensive to operate and cannot be built across the board. Furthermore, these incineration plants are often difficult to convince the public to use. Another disadvantage of these incineration plants is that the valuable properties of the waste are not utilized because the organic substances are burned.
Ferner ist in der Frage der sachgerechten Klärschlammverwendung eine sinkende Akzeptanz bei der Landwirtschaft festzustellen, da durch die teilweise zu hohen Schwermetallgehalte des Klärschlamms eine Ausbringung als Düngemittel immer seltender möglich wird. In der Regel stellen nur gering belastete, feste Inhaltsstoffe aus häuslichen Abwässern, insbesondere im ländlichen Raum, aufgrund ihres hohen Gehalts an organischen Stoffen und Pflanzennährstoffen, eine hervorragende Ergänzung der landwirtschftlich und gärtnerisch genutzten Böden dar. Voraussetzung hierfür ist jedoch eine gute Entwässerung und Kompostierung. Furthermore, there is a declining acceptance in agriculture of the issue of the proper use of sewage sludge, as the heavy metal content of sewage sludge is sometimes too high, making it increasingly rare to use it as a fertilizer. As a rule, only slightly contaminated, solid ingredients from domestic sewage, particularly in rural areas, are an excellent addition to soils used for agriculture and gardening due to their high content of organic substances and plant nutrients. However, this requires good drainage and composting.
Diese Erkenntnis liegt vorliegenden Erfindung zugrunde. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben genannten Nachteile des Standes der Technik, eine Anlage zur Reinigung von Abwässern zu schaffen, bei der Klärschlamm erst gar nicht entsteht, und die infolge ihres optimierten Prozessablaufes nur geringe Betriebskosten verursacht.This finding is the basis of the present invention. The aim of the present invention is to create a system for cleaning wastewater, while avoiding the above-mentioned disadvantages of the prior art, in which sewage sludge is not produced in the first place and which, due to its optimized process flow, only causes low operating costs.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, daß ihre Betriebskosten minimal sind und sie in kleinen, mittleren und großen Abmessungen gestaltbar ist, wodurch die Investitionskosten auch für Kleinverbraucher gering gehalten werden können. Die erfindungsgemäße Anlage produziert ein optimales, humusartiges, zur Beimengung zu Nutzböden hervorragend geeignetes Material. Die erfindungsgemäße Anlage ist also sowohl ökonomisch als auch ökologisch vorteilhaft, sie spart Deponieraum ein und macht die Errichtung kostenintensiver Abfallbehandlungsanlagen des Standes der Technik weitgehend überflüssig.A further advantage of the plant according to the invention is that its operating costs are minimal and it can be designed in small, medium and large dimensions, whereby the investment costs can be kept low even for small consumers. The plant according to the invention produces an optimal, humus-like material that is ideally suitable for adding to cultivated soils. The plant according to the invention is therefore both economically and ecologically advantageous, it saves landfill space and largely makes the construction of cost-intensive waste treatment plants of the state of the art superfluous.
Die oben dargelegte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Anlage geschaffen wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus mindestens einem Schacht, der eine Abwasserzulaufvorrichtung, einen eine Filterschicht aufweisenden Rottebehälter, sowie erne Ablaufvorrichtung für das gereinigte Wasser beinhaltet, besteht. Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind dadurch gekennzeichnet, daß der Rottebehälter eine in den Abwässern vorhandene Feststoffe abfiltrierende organische Filterschicht aufweist und/oder daß die Filterschicht des Rottebehälters aus Holzspänen und/oder aus Holzhäcksel besteht und/oder daß der Schacht im Erdreich versenkt ist und/oder daß der Schacht mindestens eine Abdeckplatte, die als Gitterrost ausgebildet sein kann, aufweist und/oder daß im Schacht eine Tauchpumpe oder ein mechanischer Stoßbeschicker angeordnet ist, die, bzw. der das gereinigte Abwasser zur Ablaufvorrichtung transportiert und/oder daßThe above-mentioned object is achieved according to the invention by creating a system which is characterized in that it consists of at least one shaft which contains a waste water inlet device, a rotting tank with a filter layer, and a discharge device for the purified water. Preferred embodiments of the subject matter of the invention are characterized in that the rotting tank has an organic filter layer which filters out solids present in the waste water and/or that the filter layer of the rotting tank consists of wood chips and/or wood chips and/or that the shaft is sunk into the ground and/or that the shaft has at least one cover plate which can be designed as a grating and/or that a submersible pump or a mechanical impact feeder is arranged in the shaft which transports the purified waste water to the discharge device and/or that
im Pumpensumpf als Sicherheitseinrichtung ein Schwimmerschalter angeordnet ist und/oder daß im Schacht eine Zwischenwand mit Überlauf angeordnet ist und/oder daß die erfindungsgemäße Anlage mindestens zwei Rottebehälter aufweist und/oder daß zur Zuleitung der zu reinigenden Abwässer in verschiedene Rottebehälter eine schwenkbare Zulaufvorrichtung angeordnet ist.a float switch is arranged in the pump sump as a safety device and/or that an intermediate wall with overflow is arranged in the shaft and/or that the system according to the invention has at least two rotting containers and/or that a pivoting inlet device is arranged for feeding the waste water to be cleaned into different rotting containers.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß die oben beschriebene Anlage als integrierten weiteren Anlagenbestandteil eine an sich zum Stand der Technik gehörende Pflanzenkläranlage, die aus einem Pflanzenvertikalfilter, einem Rohrverteiler, einer Folienabdichtung zum Erdreich hin, einer Entnahmedrainage und einem Kontroll- und Regulierschacht besteht, kombinatorisch beinhaltet.A particularly preferred embodiment of the subject matter of the invention is further characterized in that the system described above contains, as an integrated further system component, a plant-based sewage treatment plant that is in itself part of the state of the art and consists of a plant-based vertical filter, a pipe distributor, a film seal to the ground, a removal drainage and a control and regulating shaft.
Die erfindungsgemäße Anlage findet vorzugsweise im häuslichen und kommunalen Bereich Anwendung und dient auch als Alternative zur herkömmlichen Mehrkammerabsetz- oder Ausfaulgrube. In der erfindungsgemäßen Anlage erfolgt in optimaler Weise eine Feststoff abtrennung und eine Kompostierung der Abwasserinhaltsstoffe. Die festen Bestandteile des Abwassers werden also in speziellen Behältern gesammelt und mit Hilfe von Mikroorganismen und ausreichend Sauerstoff einem Rotteprozess ausgesetzt.The system according to the invention is preferably used in domestic and municipal areas and also serves as an alternative to the conventional multi-chamber settling or septic tank. In the system according to the invention, solids are separated and the wastewater contents are composted in an optimal manner. The solid components of the wastewater are therefore collected in special containers and subjected to a rotting process with the help of microorganisms and sufficient oxygen.
Hierbei findet bereits ein teilbiologischer Abbau der organischen Verschmutzung sowie eine Belebung des durchfließenden Wassers statt.This already involves a partial biological degradation of the organic pollution and a revitalization of the water flowing through.
Infolge der aeroben Bedingungen im Rottebehälter und der nachfolgenden Kompostierung wird die Entstehung von Klärschlamm verhindert, wodurch auch eine Geruchsbelästigung vermieden wird. Wichtig ist es, beim Betrieb der erfindungsgemäßen Anlage dafür zu sorgen, daß ein permanenter Wasserablauf und eine kontinuerliche Sauerstoffzufuhr stattfindet. Der jeweilige Aufbau der erfindungsgemäßen Anlage ist im Einzelfall abhängig von den Platzverhältnissen und der Anzahl der Einwohner, die an die erfindungsgemäße Abwasserreinigungsanlage angeschlossen sind. Es können je nach Anschlußwert Beton- oder Kunststoffschächte in den Boden eingebaut und mit Abdeckplatten verschlossen sein, wobei speziell eine Gitterrostauflage zur Gewährleistung der gewünschten Sauerstoffzufuhr sowie zur Entnahme der Rottebehälter und des Rottegutes vorteilhafterweise dienen kann.As a result of the aerobic conditions in the rotting container and the subsequent composting, the formation of sewage sludge is prevented, which also prevents unpleasant odors. It is important to ensure that there is a permanent water drain and a continuous oxygen supply when operating the system according to the invention. The specific structure of the system according to the invention depends on the space available and the number of residents who are connected to the wastewater treatment system according to the invention. Depending on the connection value, concrete or plastic shafts can be built into the floor and closed with cover plates, whereby a grating in particular can be advantageously used to ensure the desired oxygen supply and to remove the rotting containers and the rotting material.
Die festen Bestandteile des zu reinigenden Abwassers werden also in der vorzugsweise organischen Filterschicht zurückgehalten und aufgrund der herrschenden aeroben Bedingungen einem Rotteprozeß unterworfen, während das Wasser hindurchsickert und in einen Sammelschacht gelangt. Nach den oben dargelegten biologischen Prinzipien kann eine hinzukombinierte Pflanzenkläranlage den Gesamteffekt noch synergistisch verstärken. The solid components of the wastewater to be treated are retained in the preferably organic filter layer and subjected to a rotting process due to the prevailing aerobic conditions, while the water seeps through and reaches a collecting shaft. According to the biological principles outlined above, a combined plant sewage treatment plant can synergistically enhance the overall effect.
Dabei kann eine zeit- und niveaugesteuerte Tauchpumpe und/oder ein mechanischer Stoßbeschicker zum Transport des Wassers aus dem Sammelbereich des Schachts zur Pflanzenkläranlage über mindestens eine Rohrleitung dienen.A time- and level-controlled submersible pump and/or a mechanical shock feeder can be used to transport the water from the collection area of the shaft to the plant-based sewage treatment plant via at least one pipeline.
• · · JJm »·· · J• · · JJm »·· · J
Im Pumpensumpf kann als Sicherheitseinrichtung ein Schwimmschalter, der bei einem außergewöhnlichen Wasserstand ein optisches oder ein akustisches Warnsignal, oder beides, auslöst, angeordnet sein. Zur Prozeßoptimierang können dem Rottegut je nach Abwasseranfall in vorbestimmten Zeitabständen organische Materialien wie beispielsweise Stroh- oder Holzhäcksel beigefügt werden.A float switch can be installed in the pump sump as a safety device, which triggers a visual or acoustic warning signal, or both, in the event of an unusual water level. To optimize the process, organic materials such as straw or wood chips can be added to the rotting material at predetermined intervals, depending on the amount of wastewater.
Nachdem beispielsweise der erste Behälter gefüllt ist, verbleibt er bis zur vollständigen Entwässerung und Kompostierung in der Anlage, während ein zweiter und gegebenenfalls weitere Behälter über ein schwenkbares Zulaufrohr beschickt werden. Die anschließende Entnahme und Entleerung erfolgt mittels mobiler und stationärer Hebevorrichtungen. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Anlage zur Reinigung von Abwässern erfüllt die wesentlichen Kriterien der zeitgemäßen Abfallwirtschaft in optimaler Weise, nämlich:For example, after the first container is filled, it remains in the system until it is completely drained and composted, while a second and possibly further containers are fed via a pivoting inlet pipe. The subsequent removal and emptying takes place using mobile and stationary lifting devices. The use of the system according to the invention for cleaning wastewater optimally meets the essential criteria of modern waste management, namely:
Mechanische und teilbiologische Vorreingung für Klein- und Pflanzenkläranlagen; Ersatz konventioneller Mehrkammer- und Ausfaulgruben sowie Ersatz von Absetzteichen; Aufrechterhaltung des Sauerstoffgehaltes durch kurze Verweilzeiten des Wassers im Sammelschaft sowie die Möglichkeit der Kompostgewinnung für die Verwendung im Gartenbau und in der Landwirtschaft.Mechanical and partially biological pre-treatment for small and plant-based sewage treatment plants; Replacement of conventional multi-chamber and septic tanks as well as replacement of settling ponds; Maintaining the oxygen content through short retention times of the water in the collection shaft as well as the possibility of producing compost for use in horticulture and agriculture.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der beiden beiliegenden Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft zeigen, weiterhin erläutert.The essence of the present invention will now be further explained with reference to the two accompanying drawings, which show preferred embodiments by way of example.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Anlage zur Verwendung bezüglich eines Abwassers für etwa 1-20 Personen.Figure 1 shows the system according to the invention for use with regard to waste water for approximately 1-20 people.
Figur 2 zeigt eine Variante für das Abwasser von mehr als 20 Personen. Die Ausführungsform gemäß Figur 1 eignet sich besonders für den Einsatz bei begrenzten Platzverhältnissen, beispielsweise für Einfamilienhäuser oder Gaststätten und ist deshalb als Einschachtanlage ausgeführt. In Figur 1 ist mit der Bezugsziffer 1 der Beton-/Kunststoffschacht, mit 2 die Bodenplatte, mit 3 die Abdeckplatte, mit 4 der Gitterrost, mit 5 der Betondeckel, mit 6 die Zulaufvorrichtung, mit 7 der Rottebehälter, mit 8 die Feststoffe, mit 9 das Filtrat, mit 10 der Sammelbereich, mit 11 der Überlauf, mit 12 die Zwischenwand, mit 13 der Pumpenschacht, mitFigure 2 shows a variant for the waste water of more than 20 people. The design according to Figure 1 is particularly suitable for use in limited space, for example for single-family homes or restaurants and is therefore designed as a single-shaft system. In Figure 1, reference number 1 is the concrete/plastic shaft, 2 is the base plate, 3 is the cover plate, 4 is the grating, 5 is the concrete cover, 6 is the inlet device, 7 is the rotting container, 8 is the solids, 9 is the filtrate, 10 is the collection area, 11 is the overflow, 12 is the partition wall, 13 is the pump shaft, 14 is the pump shaft, 15 is the pump chamber, 16 is the pump chamber, 17 is the pump chamber, 18 is the pump chamber, 19 is the pump chamber, 20 is the pump chamber, 21 is the pump chamber, 22 is the pump chamber, 23 is the pump chamber, 24 is the pump chamber, 25 is the pump chamber, 26 is the pump chamber, 27 is the pump chamber, 28 is the pump chamber, 29 is the pump chamber, 30 is the pump chamber, 31 is the pump chamber, 32 is the pump chamber, 33 is the pump chamber, 34 is the pump chamber, 35 is the pump chamber, 36 is the pump chamber, 37 is the pump chamber, 38 is the pump chamber, 39 is the pump chamber, 40 is the pump chamber, 41 is the pump chamber, 42 is the pump chamber, 43 is the pump chamber, 44 is the pump chamber, 45 is the pump chamber, 46 is the pump chamber, 47 is the pump chamber, 48 is the pump chamber, 49 is the pump chamber, 50 is the pump chamber, 51 is the pump chamber, 52 is the pump chamber, 53 is the pump chamber, 54 is the pump chamber, 55 is the pump chamber, 56 is the pump chamber, 5
14 die Tauchpumpe und/oder ein mechanischer Stoßbeschicker und mit14 the submersible pump and/or a mechanical impact feeder and with
15 der Schwimmschalter, bezeichnet.15 the float switch.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 sind mehrere Schächte angeordnet. In the embodiment according to Figure 2, several shafts are arranged.
Im Verteilerschacht wird das zulaufende Waser mit Hilfe eines Schiebers einem der Schächte zugeführt. Hier werden die festen Bestandteile des Abwassers durch die organische Filterschicht, den Lüftungs- und Drainageboden, den Lüftungs- und Drainagewandungen optimal entwässert und mit dem zur Kompostierung bzw. Rotte notwendigen Sauerstoff versorgt. Anschließend wird das gereinigte Abwasser in den tiefer liegenden Sammelschacht geleitet.In the distribution shaft, the incoming water is fed into one of the shafts using a valve. Here, the solid components of the wastewater are optimally drained through the organic filter layer, the ventilation and drainage floor, the ventilation and drainage walls and supplied with the oxygen necessary for composting or rotting. The cleaned wastewater is then fed into the deeper collection shaft.
In Figur 2 ist mit der Bezugsziffer &Ggr; der Verteilerschacht, mit 2' der Schieber, mit 3' der Rotteschacht, mit 4' die Lüftungs- und Drainagewandung, mit 5' der Lüftungs- und Drainageboden, mit 6' der Belüftungsraum, mit 7' der Lüftungsschornstein und mit 8' der Sammelschacht bezeichnet.In Figure 2, the reference number Γ designates the distribution shaft, 2' the slider, 3' the rotting shaft, 4' the ventilation and drainage wall, 5' the ventilation and drainage floor, 6' the ventilation room, 7' the ventilation chimney and 8' the collection shaft.
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