Technologie (DE)

 

1. Grundsätzliches

 

Bei der hier beschriebenen Anlage handelt es sich um eine Kläranlage auf technisch höchstem Niveau. Die hier angewendeten Reinigungsverfahren sind patentrechtlich geschützt.

Diese Kläranlage zeichnet sich durch 4 wesentliche Vorteile gegenüber anderen biologischen Kläranlagen aus:

 

  • Die gesamte Anlage ist einem Haus untergebracht und damit von der Außenwelt getrennt.
  • Die benötigte Fläche zum Bau der Kläranlage beträgt ca. ¼ im Vergleich zu einer herkömmlichen biologischen Kläranlage.
  • Der Energieverbrauch der Kläranlage beträgt ca. die Hälfte im Vergleich zu einer herkömmlichen biologischen Kläranlage
  • Durch die kompakte Bauweise sind die Investitionskosten gering.

 

 

1. Stufe 1: Mechanische Vorklärung


Die mechanische Stufe handelt es sich um eine Standartlösung (Sandfang und Fettabscheider), mit deren Hilfe Sande, Fette und andere Fremdkörper wirksam entfernt werden.

2.  Stufe 2A:  Biologische Klärung:


Zweite Klärstufe bildet die biologische Kläranlage. Die technologische Linie besteht aus einem selbst steuernden Niedrigenergiereaktor in dem das Nachklärbecken integriert ist.

Dieser so genannte Zirkulations-Hybrid-Bioreaktor besteht aus einem Behälter der unterteilt ist in di Zirkulationskammer und das Nachklärbecken. Die Zirkulationskammer ist ringförmig als Außenring angeordnet. Das Nachklärbecken bildet das Zentrum des Behälters. In der Zirkulationskammer erfolgt der biologische Abbau der organischen mit Hilfe von Mikroorganismen. Die Zirkulationskammer ist wird in folgende Zonen geteilt:
- sauerstofflose Zone
- sauerstoffarme Zone (die Zone mit Sauerstoffmangel) - Sauerstoffgehalt 0,25 mg/dm3
- sauerstoffreiche Zone - Sauerstoffgehalt bei 2,0 mg/dm3.
Diese Zonen sind voneinander durch perforierte Trennwände getrennt. Gleichzeitig  bilden diese Trennwände aufgrund ihrer großen Oberfläche optimale Bedingungen zur Ansiedlung der Mikroorganismen.

Diese Trennwände sind räumliche Strukturen, die bei einer maximalen Oberfläche dem Abwasserstrom einen minimalen Widerstand entgegensetzten. Auf dieser Oberfläche siedeln sich die im Abwasser vorhandenen Mikroorganismen an. schwebendem Aktivschlamm. Diesen Vorgang nennen wir Demobilisierung der Biomasse.

Ca. 50 % der Biomasse werden so im Reaktor gebunden

Die durch die besondere Konstruktion der Trennwände entsteht eine Oberfläche von 

120 m²/m³ Trennwand. Die Konstruktion der Trennwände ist patentrechtlich geschützt.

 

Aufgrund der Anordnung der einzelnen Kammern wird verhindert, dass schädliche Gase und/oder Gase mit unangenehmem Geruch freigesetzt werden. Umwandlungsprodukte der sauerstoffreichen Zonen werden sofort in den sauerstoffarmen bzw. sauerstofflosen Bereichen biologisch abgebaut.

 

Diese Trennwände dienen gleichzeitig als Sauerstoffbarriere zwischen den sauerstoffreichen und sauerstoffarmen Bereichen des Zirkulationsreaktors. Dies bedeutet, dass die Sauerstoffkonzentration von 2,5 - 3,0 g O2/m3  nach der Barriere auf durchschnittlich 0,3 g O2/m3 absingt.

 

Die zu reinigenden Wässer (zirkulieren einige Male durch die einzelnen Zonen des Bioreaktors um dann in das Nachklärbecken gefördert zu werden,  Eine gewisse Menge des sich absetzenden Schlamm wird wieder in den Bioreaktor zurückgeführt. Aufgrund des hohen Anteils bereits demobilisierter Biomasse im Bioreaktor werden jedoch nur sehr kleine Mengen Schlamm rückgeführt. Überschussschlamm wird in das Schlammbecken abgefördert.

Kernstück der Anlage bildet n den sauerstoffreichen Zonen das Belüftungssystem, welches aus  Boden-Feinblasen-Strömungslüfter (ASD) besteht. Dabei kommen zwei Typen dieser  Lüfter zum Einsatz: der Richtungs- und der Rücklaufmantelüfter.
Diese Lüfter arbeiten nach dem Prinzip der Mammutpumpe: Abwasser wird mit den Schwebteilchen angesaugt stark mit Sauerstoff angereichert. Aufgrund der Konstruktion der Lüfter wird eine gleichmäßige und extrem hohe Sauerstoffanreicherung der Wässer  bei vergleichsmäßig geringen Energieeinsatz erreicht.

 

Der gesamte Prozess wird ausschließlich über den Sauerstoffgehalt im Abwasser gesteuert.

Dadurch ist es auch möglich auf unterschiedlichen Abwasseranfall zu reagieren. Je mehr Sauerstoff zugeführt wird, desto mehr Wässer können im gleichen Zeitraum gereinigt werden. Da die Lüfter gleichzeitig für die Zirkulation der Abwässer zuständig sind, wird über diesen Mechanismus gleichzeitig die Verweilzeit bzw. Zirkulationsgeschwindigkeit der zu reinigenden Wässer angepasst.

Ein weiterer Vorteil dieser Technik besteht darin, dass sich im Bioreaktor keinerlei bewegliche Anlagen (z.B.: Rührwerke) befinden, die einem hohen Verschleiß unterliegen.

Ein weiterer wichtiger Effekt besteht darin, dass auch bei kleinen Luftaustritt keine ungewünscht Schlammsedimentation auftritt. Die ASD-Lüfter  sind komplett aus säurebeständigem Stahl gefertigt und enthalten keine beweglichen Teile.

 

Das ADS Belüftungssystem ist patentrechtlich geschützt.

 

Das  ASD-Belüftungssystem zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:

 

  • geringer Strombedarf
  • . Vermeidung von beweglichen Teilen im Bioreaktor (Rührwerke).
  • Hohe Wirksamkeit und Flexibilität des Belüftungssystems, nicht weniger als 3 kg O2/kWh.
  • keine Luftdrosselung in den Düsen (keine Druckverluste)
  • Nutzung des Turbulenzeffekts für die Belüftung und Vermischung der Wässer
  • Einfacher Aufbau, dadurch garantierter störungsfreier Betrieb.
  • Absolute Korrosionsbeständigkeit
  • einfache Montage - Verwendung von Spezialausrüstungen ist nicht nötig.

 

  • Das Belüftungssystem arbeitet wie eine Mammutpumpe
  • Das Belüftungssystem kanalisiert den Durchfluss, erzwingt die Zirkulation und Vermischung, dadurch werden Schlammfäulniszonen vermieden.
  • Verstopfung oder Blockieren des Luftstromes aus den Düsen ist nicht möglich (absolut störungsfreie Düsen).
  • Langjährige Garantie.

 

 

Zugabe von Flockungsmittel und anderer Chemikalien zur Verbesserung der Reinigungsleistung der Anlage ist nicht erforderlich.

 

Für Notfälle wird eine PIX-Dosierstation in der Anlage zur Phosphorreduktion mit vorgesehen.



3. Stufe 2B: Das integrierte Nachklärbecken


Das Nachklärbecken ist ein Becken mit trichterförmigem Boden, welcher den Innenraum des ringförmigen Hybrid-Reaktors bildet.
Dieser Absetzbecken dient zur Abtrennung von Wasser den noch vorhandenen Schwebeteilchen im Wasser. Die gereinigten Wässer gelangen über einen Überlauf  von dem Bioreaktor (Zirkulationsreaktor) in das Nachklärbecken. Ein Teil der Biomasse wird wieder dem Biorektor mittels Schlammpumpen zugeführt zugeführt, der überschüssige Schlamm wird zur weiteren Verarbeitung abgeführt.

4. Stufe 3: Nachklärung mittels hydrophonischer Lagune

. Die Lagune simuliert in einer intensivierten Form die in den Flüssen verlaufenden Prozesse der selbständigen Reinigung. Mittels Ansiedlung ausgesuchter Pflanzen wird erreicht, dass sich im Wasser noch befindliche Verunreinigungen weiter reduziert werden, der Schwebstoffanteil im Wasser sich noch weiter reduziert und der Sauerstoffgehalt im Wasser wesentlich erhöht wird. Gleichzeitig  gelten die Pflanzen  als einfacher und wichtiger Indikator für die Qualität des Wassers.
Das Belüftungssystem
Das von unserem Unternehmen patentierte und verwendete Belüftungssystem ist unter dem Handelsnamen ASD (Boden-Strömungs-Aerator) bekannt.).

5. Berechnungsverfahren:


Wegen des Hybridaufbaus des Reaktors ist direkten Anwendung von fertigen Berechnungen gemäß dem ATV-Standard nicht möglich.

Für die Bemessung der Belüftungseinrichtungen stellt der Faktor OC/L = 2,7 bis 2,8 die berechnete Bedarfsmenge des Sauerstoffs dar.

Die  Berechnung für das notwendige Volumen des Bioreaktors, die Anzahl und Auslegung der einzelnen Zonen, die Größe der Trennwände erfolgt durch ein eigenes geschütztes Berechnungsverfahren nach dem Stand der Technik.


6. Zusammenfassung der charakteristischen Eigenschaften:

 

  • Niedrige Investitions- und Betriebskosten
  • Die Durchführung des Prozesses in einem vollkommen von der Umgebung abgetrennten Objekt (konstante Temperaturen unabhängig von der Jahreszeit).
  • Hoher Reinigungsgrad das ganze Jahr durch, sogar bei sehr niedrigen Temperaturen
  • Lästige Gerüche kommen nicht vor. Das Objekt bedarf keiner Schutzzone und kann direkt in Wohngebieten gebaut werden.
  • Eigenes, patentiertes, störungsfreies Belüftungssystem.
  • Einfache Bedienung - der Prozess verläuft selbst steuernd.
  • Hohe Funktionszuverlässigkeit
  • Natürlicher, mechanisch-biologischer Prozess mit dritter hydrophonischer Reinigungsstufe, die in Havariefällen einen Sicherheitspuffer bildet.
  • Hohe Beständigkeit gegen sprunghafte Belastungen.
  • Die Kläranlage weist Festigkeit auch bei Stromausfällen für einige Tage auf.
  • Attraktive architektonische Formen mit sehr kleiner bebauter Grundstücksfläche möglich

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