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Dokumentenidentifikation DE102006015194A1 04.10.2007
Titel Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage
Anmelder Kordes KLD Wasser- und Abwassersysteme GmbH, 32602 Vlotho, DE
Erfinder Kordes, Sebastian, 32602 Vlotho, DE
Vertreter Loesenbeck und Kollegen, 33602 Bielefeld
DE-Anmeldedatum 01.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006015194
Offenlegungstag 04.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2007
IPC-Hauptklasse C02F 3/02(2006.01)A, F, I, 20060401, B, H, DE
Zusammenfassung Ein Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage, bei dem in einer Nachklärkammer gesammeltes Abwasser mittels eines Belüfters innerhalb eines Zyklus in bestimmten Zeitabständen belüftet wird, ist so ausgebildet, dass die Einschaltzeiten des Belüfters während des Zyklus abnehmend sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage, bei dem in einer Nachklärkammer gesammeltes Abwasser mittels eines Belüfters innerhalb eines Zyklus in bestimmten Zeitabständen belüftet wird.

Kleinkläranlagen finden vorzugsweise dort Verwendung, wo der Anschluss an ein öffentliches Kanalnetz nicht möglich oder unwirtschaftlich ist, insbesondere im ländlichen Raum. Dabei weisen diese Kleinkläranlagen mindestens zwei Kammern auf, nämlich eine Vorklär- und eine Nachklärkammer.

In der Nachklärkammer findet die eigentliche Reinigung des Abwassers statt, wobei durch den darin angeordneten Belüfter das aus der Vorklärkammer zugeführte Abwasser belüftet wird. Eine solche Kleinkläranlage ist auch als SBR-Kläranlage (Sequenz-Batch-Reaktor) bekannt, bei der das Nachklärbecken ein notwendiges Belebungsbecken bildet.

Die Reinigung des Abwassers erfolgt dabei durch den biologischen Abbau von Stoffen mittels Mikroorganismen. Diese sind jedoch nur in einem aeroben Milieu lebensfähig, so dass zur effektiven Klärung des Abwassers eine bestimmte Menge Sauerstoff darin gelöst sein muss, deren Optimum bei ca. 3 mg/l liegt.

Zum Eintrag des Sauerstoffs ist wie erwähnt, ein Belüfter in der Nachklärkammer vorgesehen, der innerhalb eines Zyklus in bestimmten Zeitabständen eingeschaltet wird.

Bei dem bekannten Verfahren sind die Intervalle, in denen der Belüfter ein- und ausgeschaltet wird gleich groß, d.h., innerhalb des Zyklus sind die Laufzeiten des Belüfters gleich, beispielsweise drei Minuten, ebenso wie die Ausschaltzeiten, beispielsweise zehn Minuten.

Allerdings führt diese Belüftung zu einem Sauerstoffgehalt im Abwasser, der wesentlich über dem genannten Optimum liegt, wobei der Sauerstoffgehalt, aufgrund des ständig überschüssigen Eintrags zunehmend ansteigt.

Der Belüfter wird demzufolge in einem Umfang eingeschaltet, wie er für eine effiziente Klärung nicht erforderlich ist. Dies führt zu einem übermäßigen Energieverbrauch, der naturgemäß relativ hohe Betriebskosten verursacht, die insbesondere deshalb als bemerkenswerter Nachteil empfunden werden, weil derartige Kleinkläranlagen im Dauerbetrieb stehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass die Betriebskosten gesenkt werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Durchführung der Klärung von Abwasser im Sinne dieses Verfahrens führt zu einer signifikanten Reduzierung des Energieverbrauchs des Belüfters, da dieser nun lediglich solange eingeschaltet bleibt, bis der während der belüftungsfreien Zeit von den Mikroorganismen verbrauchte Sauerstoff wieder eingebracht ist, so dass der Sauerstoffgehalt in seinem Maximum die wünschenswerten und ein Optimum bildenden 3 mg/l nicht in nennenswertem Maße übersteigt.

Bei gleicher Anzahl von Einschaltungen während eines Zyklus verlängert sich dadurch die belüftungsfreie Zeit, die, wie bereits erwähnt, bisher beispielsweise 10 Minuten beträgt, während sie nun auf z.B. 12 Minuten ausgedehnt werden kann, wenn die Abnahme der Laufdauer des Belüfters beispielsweise jeweils 15 Sekunden beträgt. Ausgehend von einer ersten Belüftungszeit von beispielsweise 3 Minuten, dauert die zweite Belüftungszeit nach 12 Minuten Belüftungsunterbrechung 2 Minuten 45 Sekunden, die nächste, ebenfalls nach einer belüftungsfreien Zeit von 12 Minuten 2 Minuten 30 Sekunden usw.

Dabei sind die genannten Zeiten beispielhaft zu sehen. Im Betrieb sind die Ein- und Ausschaltzeiten des Belüfters natürlich abhängig von der Größe der Kleinkläranlage, d.h. von der Menge des zu klärenden Abwassers und sind insoweit empirisch zu ermitteln.

Diese sozusagen „dynamische Belüftung" führt zu einem stabileren Ablauf des Klärprozesses, da vom Beginn der belüfteten Phase zum Beginn der unbelüfteten Phase weniger Zeit vergeht, was für einen notwendigen Sauerstoffabbau sinnvoll ist, der bei einer Denitrifikation erforderlich ist. Diese Denitrifikation wird zur Eliminierung von Nitrat im Abwasser eingesetzt.

Zweckmäßigerweise ist der Belüfter mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung verbunden, die im Sinne der Erfindung programmiert ist, d.h., die zeitliche Abfolge und zeitliche Dauer der Belüftung wird über die Steuerungseinrichtung vorgegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nochmals anhand der beigefügten Zeichnung verdeutlicht.

Die einzige Figur zeigt eine Gegenüberstellung eines Verfahrens zur Belüftung nach dem Stand der Technik mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in Form von Diagrammen.

Im oberen Bereich der Figur wird mit 1) in Balkenform der zeitliche Ablauf der Belüftung von Abwasser nach dem Stand der Technik dargestellt, während mit 2) das neue Verfahren gezeigt ist.

In diesem Sinn sind auch die darunter erkennbaren Kurvenverläufe zu sehen, d.h., mit 1)) ist der Kurvenverlauf der Belüftung nach dem Stand der Technik und mit 2)) der Kurvenverlauf der Belüftung nach der Erfindung dargestellt, wobei auf der Abszisse die Zeit pro Minute und auf der Ordinate die Sauerstoffkonzentration im Abwasser in mg/l angetragen ist.

Im Balken 1) ist erkennbar, dass bisher der Belüfter innerhalb eines Zyklus in Abständen von 10 Minuten jeweils für drei Minuten eingeschaltet ist. Im dargestellten Beispiel beträgt der Zyklus 78 Minuten, wovon die Gesamt-Belüftungszeit 18 Minuten ist.

Entsprechend der Erfindung ist im Balken 2) zu erkennen, dass die Einschaltzeiten des Belüfters während des Zyklus abnehmend sind, und zwar im Beispiel jeweils um eine Viertelminute. Entsprechend bei gleichem Zyklus von 78 Minuten, verlängert sich die jeweilige unbelüftete Phase auf 12 Minuten, so dass die Gesamtbelüftungsdauer 14,25 Minuten beträgt, also insgesamt 3,75 Minuten weniger als bei der Belüftung nach dem Stand der Technik in 1).

Die im unteren Teil der Figur dargestellten Kurven zeigen, dass die Sauerstoffkonzentration bei 1)) innerhalb des Zyklus kontinuierlich zunimmt, während sie bei 2)) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nach jeder Belüftung etwa gleich ist.

Es ist somit deutlich erkennbar, dass durch die Erfindung eine wesentliche Energieersparnis durch die verkürzte Gesamtlaufzeit des Belüfters gegeben ist, bei gleichzeitig optimierter Sauerstoffkonzentration im Abwasser.

Selbstverständlich sind die aufgezeigten Intervalle der belüfteten und unbelüfteten Abstände nur beispielhaft zu sehen. Im Betrieb sind diese abhängig vom Abwassereintrag und letztendlich empirisch zu ermitteln.


Anspruch[de]
Verfahren zur Klärung von Abwasser in einer Kleinkläranlage, bei dem in einer Nachklärkammer gesammeltes Abwasser mittels eines Belüfters innerhalb eines Zyklus in bestimmten Zeitabständen belüftet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltzeiten des Belüfters während des Zyklus abnehmend sind. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Belüftungsphasen gleichbleibend sind. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitabstände zwischen den Belüftungsphasen ab- oder zunehmend sind. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltzeiten des Belüfters um die gleiche Länge abnehmend sind. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltzeiten des Belüfters empirisch ermittelt sind. Belüfter zum Belüften von in einer Nachklärkammer einer Kleinkläranlage gesammeltem Abwasser, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung angeschlossen ist, mit der die Einschaltzeiten des Belüfters während eines Zyklus abnehmend steuerbar sind.






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