Grundsätzlich erfolgt die Reinigung von Abwasser heutzu- tage in einer dreistufigen Kläranlage. In der ersten me- chanischen Stufe wird eine Vorklärung vorgenommen. Danach gelangt das Abwasser in ein Belebtschlammbecken. Darin suspendierte Mikroorganismen übernehmen den Abbau der Ab- wasserinhaltsstoffe. Die Mikroorganismen werden mit Hilfe von Belüftungseinrichtungen mit Sauerstoff versorgt, wo- bei die Belüftungseinrichtungen gleichzeitig auch das Be- lebtschlammbecken durchmischen. Die zur Intensivierung des Prozesses notwendige Aufkonzentrierung der Mikroorga- nismen erfolgt durch Sedimetation in der dritten Stufe, d. h. dem Nachklärbecken, und durch Rückführung der sedi- mentierten Mikroorganismen in das Belebtschlammbecken.

Nachteilig bei solchen Kläranlagen ist der große Raumbe- darf und ferner der Umstand, daß die Abtrennung durch Se- dimetation in der dritten Stufe nie vollständig ist, im Ablauf also noch Feststoffe vorhanden sind.

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind Membranbelebungsan- lagen entwickelt worden. Hierbei erfolgt die Abtrennung der Mikroorganismen nicht mehr durch Sedimentation, son- dern durch Membranfiltration im Belebtschlammbecken (Günder, B. u. Krauth, K., Einsatz der Membrantrenntech- nik bei Kleinkläranlagen, Berichte aus Wassergüte-und Abfallwirtschaft, Technische Universität München, 1998, Berichtsheft Nr. 138, S. 105 bis 129 ; Günder, B., Ersatz der Nachklärung durch Membranfiltration, Ergebnisse der Pilotversuche in Immenstadt, Stuttgarter Berichte zur Siedlungswasserwirtschaft, Band 149,1998, S. 121 bis 143 ; Günder, B. u., Krauth, K., Kleinkläranlagen mit Mem- branfiltration-Konzeption, Bemessung und Betrieb, WAP 2000, Heft 1, S. 19 bis 24). Hierzu wird im Belebt- schlammbecken eine Filtereinrichtung angeordnet, die fil- tratseitig mit einer Permeatsaugpumpe verbunden ist. Die Filtereinrichtung weist eine oder mehrere Filterelemente auf, deren filterwirksame Wandungen eine Porengröße von 0,1 bis 0,4 um haben, so daß auch kleinste Mikroorganis- men zurückgehalten werden. Auf diese Weise gelangen keine Feststoffe mehr in den Ablauf der Anlage. Da das Klärbek- ken für die dritte Stufe entfällt, ist der Flächenbedarf einer solchen Kläranlage wesentlich geringer.

Als Filterelemente werden ein Rohrfilter mit einer fil- terwirksamen Rohrwandung, aus dem das Filtrat radial nach außen austritt, eine Vielzahl von Plattenfiltern oder ein Hohlfaserfilter vorgeschlagen. Die Filterelemente sind vollständig in das Belebtschlammbecken eingetaucht. Das Permeat wird von der Oberseite der Filterelemente abge- saugt. Zur Erzielung einer Querstromfiltration sind Be- lüftungseinrichtungen vorhanden, die einen Suspensi- onsstrom an den filterwirksamen Flächen vorbei erzeugen.

Soweit die Filtration statisch ist, also kein Querstrom erzeugt wird, bildet sich auf den filterwirksamen Flächen ein abgelagerter Filterkuchen, der periodisch zurück ge- spült und entfernt werden muß.

Die Anordnung und Ausbildung der bisher vorgeschlagenen Filterelemente ist noch verbesserungswürdig, insbesondere mit Blick auf den Energieverbrauch und die Kosten. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Fil- tereinrichtung für ein Abwasserbecken der eingangs ge- nannten Art so auszubilden, daß der Energieverbrauch ge- ringer ist und geringere Kosten verursacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Filterelemente eine Vielzahl von Rohrfiltern mit fil- terwirksamen Rohrwandungen verwendet werden, deren Innen- räume Verbindung zu dem Leistungssystem und damit zu der Saugpumpe haben. Dabei sollten die Rohrfilter vorzugswei- se in der unteren Hälfte des Abwasserbeckens angeordnet sein, und zwar zweckmäßigerweise stehend, wobei dann die Verbindung mit dem Leistungssystem untenseitig erfolgt.

Grundgedanke der Erfindung ist es also, in dem Abwasser- becken eine Vielzahl von Rohrfiltern anzuordnen, bei de- nen die Fließrichtung umgekehrt zu dem bisher vorgeschla- genen Einzelrohrfilter ist, also von außen nach innen geht und demgemäß das Permeat aus dem ansonsten geschlos- senen Innenraum der Rohrfilter abgezogen wird. Dabei kann der auf die Rohrwandungen wirkende statische Flüssig- keitsdruck aus dem Abwasserbecken zur Unterstützung des Durchflusses durch die Rohrwandungen herangezogen werden, wodurch die Saugpumpe entlastet wird mit der Folge, daß ein geringerer Energieaufwand erforderlich ist. Diese Wirkung ist um so größer, je tiefer die Rohrfilter im Ab- wasserbecken angeordnet werden, weshalb eine Anordnung so tief wie möglich besonders vorteilhaft ist.

Diese Anordnung begünstigt auch die Bildung einer sekun- dären Filterschicht auf der Oberfläche der Rohrwandungen, weil sich im unteren Teil eines Belebtschlammbeckens be- vorzugt die schwereren und größeren Schlammflocken auf- halten und sich durch die Saugwirkungen an der Oberfläche der Rohrwandungen unter Bildung der sekundären Filter- schicht absetzen. Hierdurch wird eine verfeinerte Filter- wirkung erzielt. Dies ermöglicht, die nominelle Filter- feinheit der Rohrfilter zu reduzieren, ohne daß hierdurch die effektive Feinheit der Filtration beeinträchtigt wird.

Hinsichtlich der Ausrichtung der Rohrfilter bestehen grundsätzlich keine Beschränkungen, d. h. auch eine lie- gende Anordnung vorzugsweise in Nähe des Bodens-und auch in mehreren Ebenen übereinander-ist möglich. Um eine große Filterfläche zu erhalten, sollten die Rohrfil- ter jedoch stehend angeordnet werden, wobei dann die Ab- saugung aus den geschlossenen Innenräumen der Rohrfilter an deren unteren Enden erfolgt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Leitungssystem mit wenigstens einer Druckpumpe für die Zuführung von Luft und/oder Flüssigkeit verbind- bar ist. Mit Hilfe der Druckpumpe kann periodisch ein Ge- genstrom erzeugt werden, um den auf der Außenseite der Rohrwandungen abgelagerten Belag abzureinigen, wenn die- ser zu dick geworden ist. Sofern der Gegenstrom aus Luft besteht oder Luft enthält, kann beim Einsatz in einem Be- lebtschlammbecken die ohnehin notwendige Belüftung zumin- dest unterstützt werden. Bei ausreichender Anzahl von Filterelementen kann die Belüftung des Belebtschlammbek- kens sogar allein über die Rohrfilter erfolgen. Dabei kann auf die in den meisten Belebtschlammbecken ohnehin vorhandene Belüftungsverrohrung zurückgegriffen werden.

Um eine kontinuierliche Belüftung des Belebtschlammbek- kens sicherzustellen, sollte das Leitungssystem derart mit der Druckpumpe verbindbar sein, daß jeweils nur eine Gruppe von Rohrfiltern mit der Druckpumpe und die andere Gruppe mit der Saugpumpe Verbindung hat. Aufgrund des da- bei zur Anwendung kommenden Verfahrens, das ebenfalls zur Erfindung gehört, werden die Rohrfilter in zweifacher Hinsicht genutzt, nämlich einmal zur Abtrennung der Fest- stoffe aus dem Wasser und zum anderen zum Belüften des Belebtschlammbeckens. Dies ermöglicht eine besonders ko- stengünstige konstruktive Gestaltung von Filtereinrich- tung und Belüftungseinrichtung.

Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Innen- räume der Rohrfilter von vertikalen, sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Rohrfilter erstreckenden An- saugrohren durchsetzt sind, die mit über ihre Länge ver- teilten Ansaugöffnungen versehen sind, beispielsweise in Form von Bohrungen oder Schlitzen. Auf diese weise wird eine gleichmäßige Unterdruckbeaufschlagung-und bei Ge- genstrom Überdruckbeaufschlagung-über die gesamte Länge der Rohrfilter sichergestellt.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Rohrwandungen an beiden Enden über Endscheiben verspannt sind, beispiels- weise indem an einem Ende eine ortsfeste Endscheibe und an dem anderen Ende eine axial bewegliche und über Spann- schrauben gegen die Rohrwandung verspannbare Endscheibe vorgesehen sind. Sofern die vorerwähnten Ansaugrohre vor- handen sind, können die Endscheiben auf diesen Ansaugroh- ren angeordnet werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgeschla- gen, daß die Rohrwandungen aus übereinander gestapelten Rohrsegmenten aufgebaut sind, die Rohrwandung also der Länge nach aus einer Mehrzahl von Rohrsegmenten zusammen- gesetzt ist. Solche Rohrsegmente lassen sich insbesondere dann, wenn sie aus Keramik bestehen, leichter herstellen und transportieren und sind nicht so bruchempfindlich wie einstückige Rohrwandungen. Dabei sollten zwischen den Rohrsegmenten Abdichtelemente angeordnet sein. Sofern die vorerwähnten Ansaugrohre zur Anwendung kommen, können die Abdichtelemente axial an den Ansaugrohren verschieblich geführt sein. Durch entsprechende Formgebung können die Abdichtelemente auch zur Führung und Ausrichtung der Rohrsegmente dienen.

Die Rohrsegmente können grundsätzlich eine beliebige Formgebung haben, sofern der Rohrcharakter der Rohrfilter im wesentlichen erhalten bleibt. So können die Rohrseg- mente Zylinderform oder eine ballige Form aufweisen. Als besonders zweckmäßig hat sich eine kegelstumpfförmige Ausbildung mit einer schmalen und einer breiten Öffnung erwiesen, da sie das Abrutschten des Belages und damit die Abreinigung begünstigt. In diesem Fall sollten die Rohrsegmente derart aufeinander gestapelt sein, daß sich abwechselnd zwei schmale Öffnungen und zwei breite Öff- nungen gegenüberstehen. Diese Anordnung ist insbesondere für das Verspannen der Rohrsegmente von den Enden der Rohrfilter her günstig, da sich die Rohrsegmente jeweils mit den Stirnseiten abstützen können. Es versteht sich, daß in diesem Fall die Rohrsegmente unter sich identisch ausgebildet sind, so daß die schmalen und die breiten Öffnungen jeweils gleich groß sind. Die Stapelung der ke- gelstumpfförmigen Rohrsegmente sollte so erfolgen, daß jeweils das oberste und unterste Rohrsegment mit ihren kleinen Öffnungen die freien Enden der Rohrwandungen bil- den.

Als Material für die Rohrwandungen kommen solche Materia- lien in Frage, mit denen sich die hier erforderlichen Feinheiten erzielen lassen und die im Belebtschlammbecken beständig sind. Vorzugsweise sollten sie eine solche Ei- genstabilität haben, daß keine zusätzlichen Versteifungs- oder Stützmaßnahmen erforderlich sind, insbesondere wenn sie-wie oben vorgeschlagen-zwischen Endscheiben ver- spannt werden, also mit Druck beaufschlagt werden. Außer- dem müssen die Rohrwandungen zumindest teilweise bei der Rückspülung erhebliche stoßartige Belastungen aushalten können. Ein hierfür geeignetes Material ist poröses Kera- mikmaterial, da sich mit diesem Material die hier erfor- derlichen Filterfeinheiten ohne weiteres erreichen lassen und bei entsprechender Dicke auch eine ausreichende Fe- stigkeit gegeben ist.

Die Rohrwandungen können auch mehrschichtig aufgebaut sein, beispielsweise in der Weise, daß sie jeweils eine poröse Trägerwandung aufweisen, die außenseitig mit we- nigstens einer porösen, dünnen Membranschicht versehen ist. Dabei stellen die Trägerwandungen die Stabilität der Rohrwandungen sicher und sind deshalb vorzugsweise aus porösem Keramikmaterial hergestellt. Filterwirksam ist die dünne Membranschicht, die die für die Abfilterung er- forderliche, geringe Porösität hat. Mit Hilfe der Mem- branschicht kann im wesentlichen eine Oberflächenfiltra- tion erzielt werden, die ein Abreinigen der Rohrfilter begünstigt.

Nach der Erfindung ist des weiteren vorgeschlagen, daß eine Reinigungseinrichtung mit Hochdruckdüsen vorhanden ist, über die die Rohrwandungen unter Wasser mit einem Reinigungsmedium beaufschlagbar sind und die an wenig- stens eine Druckpumpe angeschlossen sind. Mit einer sol- chen Reinigungseinrichtung kann eine noch gründlichere Abreinigung der Außenseiten der Rohrwandungen erzielt werden, sollte die Abreinigung mittels der oben beschrie- benen Rückspülung nicht ausreichen. Die Druckpumpe kann die selbe sein, die auch die Rückspülung bewirkt.

Die Hochdruckdüsen können stationär im Belebtschlammbek- ken angeordnet sein. Allerdings sind dann eine Vielzahl von Hochdruckdüsen erforderlich. Deshalb ist es zweckmä- ßiger, die Hochdruckdüsen entlang der Rohrwandungen ver- fahrbar anzuordnen, so daß die Rohrwandungen durch Ver- fahren der Hochdruckdüsen der Länge nach beaufschlagt und gereinigt werden können. Hierzu können die Hochdruckdüsen oder Gruppen von Hochdruckdüsen gemeinsam an einem Ge- stell angeordnet sein, das entsprechend verfahrbar ist, bei vertikaler Ausrichtung der Rohrfilter also anhebbar oder absenkbar ist. Dabei kann das Gestell Tauchkörbe aufweisen, die von einer Stirnseite über die Rohrfilter stülpbar sind und an deren freien Enden die Hochdruckdü- sen angeordnet sind. Vorzugsweise ist dann jedem Rohrfil- ter wenigstens eine Hochdruckdüse zugeordnet. Dabei kön- nen die Hochdruckdüsen als Hochdruckdüsenring ausgebildet sein, die die Rohrfilter allseitig beaufschlagen. Statt dessen können die Hochdruckdüsen um die Rohrfilter dreh- bar sein, so daß eine Hochdruckdüse pro Rohrfilter aus- reicht.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausfüh- rungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen : Figur 1 einen Vertikalschnitt durch ein Belebtschlamm- becken und durch eine Reihe von Rohrfiltern und Figur 2 eine Draufsicht auf das Belebtschlammbecken ge- mäß Figur 1.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Belebtschlammbek- ken 1 hat einen rechteckigen Grundriß mit zwei parallelen Längsseitenwandungen 2,3 und ebenfalls parallelen Stirn- seitenwandungen 4,5 sowie einem Boden 6. Der Wasserspie- gel ist in Figur 1 mit 7 bezeichnet.

In dem Belebtschlammbecken 1 sind parallel zu den Stirn- seitenwandungen 4,5 sechzehn Reihen mit jeweils acht Rohrfiltern, beispielhaft mit 8,9 bezeichnet, angeord- net, so daß insgesamt 124 Rohrfilter vorhanden sind, die über den Boden 6 im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind (siehe Figur 2). Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind die Rohrfilter 8,9 senkrecht stehend so angeordnet, daß ihre unteren Enden nur geringen Abstand zum Boden 6 ha- ben. Die Rohrfilter 8,9 sind im wesentlichen gleich auf- gebaut. Ihr Aufbau sei nachstehend anhand eines der Rohr- filter 8,9, nämlich des Rohrfilters 8, erläutert.

Das Rohrfilter 8 hat eine insgesamt mit 10 bezeichnete Rohrwandung, die einen Innenraum 11 umschließt, der mit- tig von einem über die gesamte Höhe des Rohrfilters 8 ge- henden Ansaugrohr 12 durchsetzt ist. Die Rohrwandung 10 besteht aus sechs übereinander gestapelten Rohrsegmenten, beispielhaft mit 13 bezeichnet, die identische Formgebung haben und aus porösem Keramikmaterial bestehen. Die Rohr- segmente 13 sind kegelstumpfförmig ausgebildet, haben al- so an einem Ende eine schmale kreisrunde Öffnung und am anderen Ende eine breite kreisrunde Öffnung. Sie sind derart übereinander gestapelt, daß sich abwechselnd zwei schmale Öffnungen und zwei breite Öffnungen gegenüberste- hen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die klei- nen Öffnungen der obersten und untersten Rohrsegmente 13 die freien Enden der Rohrwandung 10 bilden.

Nur insoweit besteht ein Unterschied zu dem neben dem Rohrfilter 8 angeordneten Rohrfilter 9. Dort ist die An- ordnung so vorgenommen worden, daß die breiten Öffnungen der obersten und untersten Rohrsegmente 13 die freien En- den der Rohrwandung 14 bilden. Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, wechseln sich Rohrfilter 8 des einen Typs mit Rohr- filtern 9 des anderen Typs ab.

Die Stirnseiten der Rohrsegmente 13 liegen nicht direkt aufeinander. Zwischen ihnen sind dem jeweiligen Durchmes- ser der gegenüberliegenden Öffnungen angepaßte Dicht- scheiben, beispielhaft mit 15,16 bezeichnet, angeordnet, die innenseitig axial beweglich auf dem Ansaugrohr 12 ge- führt sind und außenseitig nicht nur eine Abdichtung vor- nehmen, sondern mit Stufenabsätzen versehen sind, die die Rohrsegmente 13 radial führen und folglich mittig zur Längsachse des Rohrfilters 8 halten. Die untenseitige Dichtscheibe 16 liegt auf einer ortsfesten Stützscheibe 17. Gegen diese Stützscheibe 17 wird das System aus sechs Rohrsegmenten 13 und Dichtscheiben 15,16 mittels einer Spannmutter 18 verspannt, die auf ein Gewinde am oberen Ende des Ansaugrohrs 12 aufgeschraubt ist und gegen die dortige Stützscheibe 16 drückt. Die Spannmutter 18 ist durch eine Kontermutter 19 gekontert.

Die unteren Enden der Ansaugrohre 12 aller Rohrfilter 8, 9 sind an ein Leitungssystem 20 angeschlossen, das aus- reichend stabil ist, um die Rohrfilter 8,9 in ihrer ver- tikalen Stellung zu halten. Das Leitungssystem hat eine Sammelleitung 21, die zu einer zentralen Saugpumpe 22 führt. Die Ansaugrohre 12 weisen innerhalb der Rohrwan- dungen 10 über den Umfang verteilt vertikale Lochreihen 23 auf. Bei Betrieb der Saugpumpe 22 wird Wasser aus dem Belebtschlammbecken 1 durch die Rohrsegmente 13 in die Innenräume 11 und dann weiter über das Leitungssystem 20 in die Saugpumpe 22 gesaugt. Da es praktisch vollständig von Feststoffen befreit ist, kann es ohne weitere Behand- lung in einen Vorfluter gegeben werden.

An die Sammelleitung 21 ist auch eine Belüftungseinrich- tung mit einem Kompressor 23 angeschlossen, über die Luft, Gase oder eine Suspension aus Luft und Wasser im Gegenstrom in die Sammelleitung 21 gegeben werden kann.

Das so zugeführte Medium gelangt dann über die Ansaugroh- re 12 und deren Lochreihen 24 in die Innenräume 11 der Rohrfilter 8,9, durchströmt die porösen Rohrsegmente 13 und gelangt so in das Belebtschlammbecken 1. Hierdurch wird zweierlei erreicht. Zum einen werden Schlammflocken und Mikroorganismen, die sich im Saugbetrieb auf den Au- ßenseiten der Rohrsegmente 13 abgesetzt haben, abgerei- nigt. Zum anderen dient das eingeführte Medium zur Auf- rechterhalten aerober Bedingungen für die Mikroorganismen und sorgt gleichzeitig für eine mikrobiologische Sauber- keit im Inneren der Rohrsegmente 13,14.

Die Umschaltung von Saug-auf Druckbetrieb kann durch au- tomatische Ventile erfolgen. Dabei ist das Leitungssystem 20 so geschaffen, daß mittels entsprechender Ventile und Zuleitungen abwechselnd jede zweite Reihe von Rohrfiltern 8,9 im Saugbetrieb und die anderen Reihen von Rohrfil- tern 8,9 im Druckbetrieb gefahren werden, wobei dies pe- riodisch wechselt. Auf diese Weise wird einerseits genü- gend Abwasser aus dem Belebtschlammbecken abgezogen und andererseits genügend Sauerstoff für die Mikroorganismen zur Verfügung gestellt.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß über die Rohrfilter 8,9 jeweils ein rohrartiger, unten offener Tauchkorb, bei- spielhaft mit 31 bezeichnet, gestülpt ist. Die Tauchkörbe 31 hängen obenseitig an einem Tragbügel 32, der wiederum zentral am unteren Ende einer Hubstange 33 aufgehängt ist. Mit Hilfe dieser Hubstange 33 und einem hier nicht näher dargestellten, beispielsweise kranförmigen Antrieb können die Tauchkörbe 31 aus einer Stellung außerhalb des Belebtschlammbeckens 1 bei Bedarf in dieses bis zu der gezeigten Stellung eingetaucht werden.

Im unteren Bereich der Tauchkörbe 31 sind jeweils über den Umfang verteilt mehrere Hochdruckdüsen 34 angeordnet, die nahezu radial nach innen auf die Rohrwandung 10 ge- richtet sind. Über eine Pumpe 35 können sie mit einem Reinigungsmedium versorgt werden, beispielsweise mit Was- ser oder Luft oder einer Suspension von beidem. Das Rei- nigungsmedium sorgt dann für eine Abreinigung der Außen- seiten der Rohrwandungen 10, wobei die gesamte Fläche der Rohrwandungen 10 bei der Eintauch-und/oder Austauchbewe- gung der Tauchkörbe 31 bestrichen wird. Da die Hochdruck- düsen 34 auch ein wenig in Umfangsrichtung gerichtet sind, sorgt das Reinigungsmedium für eine Drehbewegung der Tauchkörbe 31 um ihre Hochachsen. Hierzu sind die Tauchkörbe 31 drehbar an dem Tragbügel 32 aufgehängt.