Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abwasserbehandlungsvorrichtung für eine Klär- anlage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer derartigen Kläranlage handelt es sich beispielsweise um eine Kleinkläranlage, wie sie beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 2 641 876 AI darge- stellt ist. Solche Kleinkläranlagcn werden beispielsweise zur Abwasserreinigung für Haushalte eingesetzt, die nicht an das öffentliche Kanalnetz angeschlossen sind. Die eigentliche biologische Klärung findet innerhalb einer Klärkammer statt, die Be- lebtschlamm enthält, der zeitweise belüftet wird. Zur Steuerung der Betriebszyklen der Anlage und zum Abfuhren des gereinigten Abwassers dienen weitere Vorrichtungen wie etwa ein Druckluftheber. Dessen Einlass befindet sich in dieser Anlage auf Höhe einer Klarwasserzonc. aus welcher das gereinigte Abwasser in den Druckluftheber ge- langt und durch eine Druckluftbeaufschlagung zu einem Ablauf gefordert werden kann. Des weiteren ist bei dem im genannten Stand der Technik offenbarten Anlagentyp eine Vorklärung vorhanden, aus welcher über einen Überlauf vorgereinigtes Abwasser in die Klärkammer zur biologischen Endreinigung strömen kann. Ferner ist in der Regel ein Belüftungsmodul vorhanden, das im Klärbecken einlicgt und für eine ausreichende Be- lüftung des Beckeninhalts sorgt, so dass die biologische Klärung stattfinden kann.

Die Zahl der benötigten Komponenten ist bei dem oben beschriebenen Anlagentyp ver- gleichsweise hoch. Für verschiedene Aufgaben, die innerhalb des Betriebszyklus der Anlage durchgeführt werden müssen, werden verschiedene Komponenten benötigt, die zwar koordiniert gesteuert werden müssen, jedoch weitgehend unabhängig voneinander eingebaut werden. Außerdem muss ein relativ hoher Steuerungsaufwand betrieben wer- den, um zu gewährleisten, dass ausschließlich Klarwasser zum richtigen Zeitpunkt aus der Anlage abgefordert wird. Erwünscht ist ferner ein kompakter Aufbau der Anlage, insbesondere ein Verzicht auf eine Vorklärung, so dass der Klärvorgang lediglich in einer einzigen Klärkammer stattfinden kann. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in einer weiteren Vereinfa- chung der bestehenden Kläranlagen in Bezug auf die einzusetzenden Komponenten und deren Betrieb.

Diese Aufgabe wird crfindungsgcmäß durch eine Abwasserbehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt.

Die erfindungsgemäße Abwasserbehandlungsvorrichtung umfasst ein Filtermodul und eine Druckluftquelle zur Einleitung von Druckluft in das Filtermodul, wobei das Filter- modul Öffnungen aufweist, durch welche Wasser in das Filtermodul eintreten kann, sowie eine Abiordereinrichtung für gereinigtes Abwasser, die einen Flüssigkeitseinlass aufweist, der an das Filtermodul angeschlossen ist. Der Begriff„angeschlossen" soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeuten, dass das Filtermodul mit der Abfördereinrichtung fluid verbunden ist. Die Abfördereinrichtung kommuniziert daher derart mit dem Filtermodul, dass Wasser, das sich in dem Filtermodul befindet, durch den Einlass in die Abfördereinrichtung strömen kann und von dort aus weiter zu einem Auslass gefördert werden kann.

Die Druckluftquelle kann in diesem Fall dazu benutzt werden, einerseits das Wasser durch die Öffnungen aus dem Filtcrniodul zu treiben, beispielsweise um das Filtermo- dul rückzuspülen, andererseits jedoch auch die Abfördereinrichtung. Diese füllt sich über ihren Flüssigkeitseinlass mit Wasser, das durch die Öffnungen des Filtermoduls in dieses eindringt, wenn die Druckluftquelle nicht betrieben wird. Wird bei gefüllter Ab- fördereinrichtung die Druckluftquelle wieder eingeschaltet, wird auch die Abförderein- richtung druckbeaufschlagt, und das in der Abfördereinrichtung befindliche Wasser wird abgefördert. Bei der Abfördereinrichtung kann es sich in diesem Fall um einen an sich bekannten Druckluftheber oder sogenannten Mammutheber handeln. Möglich sind jedoch auch Ausführungsforrnen, in denen der Inhalt des Fiitennoduls durch den Flüs- sigkeitseinlass frei in die Abfördereinrichtung strömen kann und dann unmittelbar nach außen, ohne dass die Abfördereinrichtung zusätzlich mit Druckluft beaufschlagt werden muss. Ferner ist auch eine Abfbrderung z.B. durch Unterdruckbeaufschlagung der Ab- tordereinrichtung möglich.

Die erfindungsgemäßc Abwasserbehandlungsvorrichtung vereinigt die Filterfunktion und die Abförderfunktion in einer einzigen Vorrichtung, die in einfacher Weise mit Druckluft betrieben wird. Filtermodul und Abfordereinrichtung bilden ein gemeinsames Bauteil, das in einfacher Weise in das Klärbecken eingesetzt wird. Der Anschluss an die Druckluftquelle erfolgt ebenfalls in einfacher Weise über einen einzigen Druckluftan- schluss.

Durch die Filterfunktion kann Klarwasser aus dem Bodenbereich des Klärbeckens ab- gezogen werden, in welchem sich ein Schlamm-Wasscr-Gemisch befindet, da der Schlamm vom Filter zurückgehalten wird und ausschließlich Klarwasscr in das Filter- modul und weiter in die Abfordereinrichtung gelangt. Daher kann im Betrieb der Klär- anlage auf eine Absetzphase verzichtet werden, wie sie bei dem nach dem Stand der Technik bekannten Anlagen vor dem Klarwasserzug notwendig ist. Die erfindungsge- mäße Abwasserbehandlungsvorrichtung eignet sich insbesondere auch für Anlagen mit einem einzigen Klärbecken, das nicht durch Trennwände in eine Vorklärung und in eine biologische Endreinigung aufgeteilt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung ist das Filter- modul ein Belüftungsmodul, durch dessen Öffnungen Druckluft, die in das Filtermodul eingeleitet wird, nach außen austreten kann. Das Filtermodul übernimmt somit die Be- lüftungsfunktion, die bei herkömmlichen Anlagen durch ein separates Modul oder Bau- teil durchgeführt wird, etwa einen hekömmlichen Tellerbelüfter oder Rohrbelüfter. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Druck- luftquelle mit dem Filtermodul über einen Druckluftanschluss verbunden, der am Ein- läse der Abfordereinrichtung oder in Bezug auf eine Strömung vom Filtermodul in die Abfordereinrichtung stromaufwärts des Einlasses angeordnet ist. Weiter vorzugsweise ist die Abtordereinrichtung als Druckluftheber ausgebildet und weist einen Auslass auf, der höher gelegen ist als der Einlass.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um- fasst der Flüssigkeitseinlass der Abfördereinriehtung eine Absperreinrichtung, durch welche der Einlass geöffnet oder geschlossen werden kann. Im geschlossenen Zustand wirkt daher der Druck der Druckluftquelle lediglich in Richtung des Filtermoduls. Auf diese Weise wird verhindert, dass während des Belüftungsbetriebs ein Abfordern von Flüssigkeit aus der Abfördereinriehtung mittels Druckluft stattfindet.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kläranlage, umfassend eine Abwasserbe- handlungsvorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen Art.

Diese Kläranlage umfasst vorzugsweise ein Klärbecken mit einem Zulauf, über welchen zu reinigendes Abwasser in das Klärbecken strömen kann, und einem Ablauf, über wel- chen gereinigtes Abwasser aus dem Klärbecken abgefüllt werden kann, wobei das Fil- termodul im Klärbecken einliegt und ein Auslass der Abfördereinriehtung in den Ablauf mündet.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung an- hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer Abwasserbehandlungsvor- richtung gemäß der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Betriebszuständen.

Fig. 1 zeigt eine Kläranlage 10, bei welcher es sich um eine Kleinkläranlage zur Reini- gung von Abwasser aus einem Haushalt handelt, der nicht an das öffentliche Kanalnetz angeschlossen ist. Die Kläranlage 10 umfasst ein Klärbecken 12, in welches das Ab- wasser zur biologischen Endreinigung eingeleitet wird. Bei der vorliegenden Kläranlage 10 handelt es sich insbesondere um eine Einbeckenanlage mit einem einzigen Klärbe- cken 12, d. h. es findet keine Vorreinigung des Abwassers in einer Vorklärung statt. Das Abwasser wird unmittelbar durch einen Zulauf 14 in das Klärbecken 12 eingefüllt. Der Zulauf 14 befindet sich in einer senkrechten Seitenwand 16 des Klärbeckens 12, das im vorliegenden Fall etwa zylindrisch ausgebildet ist. Gegenüber dem Zulauf 14 befindet sich etwa auf der gleichen Höhe über dem Boden 17 des Klärbeckens 12 ein Ablauf 18, über welchen gereinigtes Abwasser aus dem Klärbecken 12 abgeführt werden kann.

Die Kläranlage 10 umfasst femer ein Filtermodul 20 und eine Abfordereinrichtung 22 für gereinigtes Klarwasser. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Filtermodul gleichzeitig ein Bclüftungsmodul zur Belüftung des Inhalt des Klärbeckens 12. Das Fil- termodul 20 und die Abfordereinrichtung 22 sind erfindungsgemäß zu einer Abwasser- behandlungsvorrichtung 24 zusammengefasst, welche im folgenden näher erläutert werden soll.

Das Filtermodul 20 umfasst einen Filter 26, der auf seiner Außenseite mit einer Vielzahl von Öffnungen 28 versehen ist, aus welchen Luft zur Belüftung des zu reinigenden Abwassers innerhalb des Klärbeckens 12 ausströmt. Zu diesem Zweck ist der Filter 26 mit Druckluft beaufschlagbar. Diese Druckluft wird durch eine Druekluftquelle 30 er- zeugt, etwa einen Verdichter, der außerhalb des Klärbeckens 12 angeordnet ist. Vom Verdichter 30 aus wird eine Druckluftleitung 32 zu einem Druckluftanschluss 34 an einer Vcrbindungsleitung 36, die in ein Ende des Belüftungskörpers 26 führt. Druckluft, die von einer Druckluftquelle 30 erzeugt wird, wird somit über die Druckluftleilung 32, den Druckluftanschluss 34 und die Verbindungsleitung 36 unmittelbar in den Innenbe- reich des Filters 26 eingeleitet und kann von dort aus durch die Öffnungen 28 in den Außenbereich des Filtermoduls 20 austreten.

Der grundsätzliche Aufbau des Filtermoduls 20 kann einer üblichen Belüftungsvorrich- tung entsprechen, wie etwa einem Rohrbelüfter oder einem Tellcrbelüfter. Handelt es sich, wie bei der vorliegenden Ausfuhrungsform, um einen Rohrbelüfter. so ist der Fil- ter 26 als hohles Rohr ausgebildet, dessen Umfangswand durch einen bidirektional durchlässigen feinporigen Filter gebildet wird, der den Innenbereieh des Filters 26 vom Außenbereich des Filtermoduls 20 trennt. Die Öffnungen 28 in der Wand des Filtere 26 entsprechen hier Poren, die einen Austritt der Druckluft aus dem Innenbereich des Fil- ters 26 zulassen. Die Porengröße ist derart bemessen, dass in entgegengesetzter Rich- tung Flüssigkeit, also Wasser aus dem Außenbereich, d. h. dem Bodenbereich des Klär- beckens 12 in den Innenbereich des Filters 26 eintreten kann und diesen mit gereinigtem Abwasser befüllen kann. Die Porengröße ist insbesondere so zu bemessen, dass der Klärschlamm- Anteil am Boden des Klärbeckens 12 zurückgehalten wird und lediglich Klarwasser schlammfrei in den Filter 26 einbringen kann. Die Poren sind daher vor- zugsweise größer als bei bekannten Filtern, die der Abfilterung von Bakterien oder Vi- ren dienen, jedoch klein genug, um eine feinblasige Belüftung zu gewährleisten. Die Filterfunktion wird somit ausgeübt, wenn der Filter 26 nicht mit Druckluft beaufschlagt wird, d. h. während einer Belüftungspause. Als Material für den Filter 26 eignen sich beispielsweise Keramik oder ein Kunststoff.

Das vom Filter 26 entfernte Ende der Verbindungsleitung 36 des Belüftungmoduls 20 ist an dem Flüssigkeitseinlass 38 der Abfördereinrichtung 22 für gereinigtes Abwasser angeschlossen. Bei dieser Abfordereinrichtung 22 handelt es sich um einen Druckluft- heber, der im wesentlichen als senkrechtes Rohr ausgebildet ist, das an seinem unteren Ende den Flüssigkeitseinlass 38 und an seinem oberen Ende einen Flüssigkeitsauslass 40 aufweist. Der Flüssigkeitsauslass 40 ist somit höher gelegen als der Flüssigkeitsein- lass 38. Der Flüssigkeitsauslass 40 mundet unmittelbar in den Ablauf 18. Gereinigtes Abwasser kann somit durch den Flüssigkeitseinlass 38 in den Druckluftheber eindrin- gen, in diesem aufsteigen und durch den Flüssigkeitsauslass 40 in den Ablauf 18 und weiter aus der Kläranlage 10 herausströmen. Die Druckluftbeaufschlagung erfolgt durch die Druckluftquelle 30, wie im einzelnen noch nachfolgend beschrieben wird.

Da der Flüssigkeitseinlass 38 unmittelbar an das dem Filter 26 abgewandte Ende der Verbind ungslcitung 36 angeschlossen ist, kann gereinigtes Abwasser, das durch die Öffnungen 28 oder Poren in den Innenbereich des Filters 26 eingedrungen ist, durch die Verbindungsleitung 36 und den Flüssigkeitseinlass 38 in den Druekluftheber strömen und diesen befiillen, so dass es anschließend durch Druckluftbeaut schlagung in den Ab- lauf 18 gefördert wird.

Der Flüssigkeitseinlass 38 des Drucklufthebers weist ferner eine Absperreinrichtung 42 auf, bei welcher es sich beispielsweise um ein Ventil handeln kann, das einen geöffne- ten und einen geschlossenen Zustand einnehmen kann. Im geöffneten Zustand kann Klarwasser, wie oben beschrieben, aus der Verbindungsleitung 36 in den Drucklufthe- ber geleitet werden. Im geschlossenen Zustand verhindert die Absperreinrichtung 42 dieses Einströmen und trennt den Druckluftheber vom Filtermodul 20. Im geschlosse- nen Zustand kann ferner keine Druckluft vom Druckluftanschluss 34 aus in den Druck- luftheber gelangen, da der Druckluftanschluss 34 stromaufwärts der Absperreinrichtung 42 angeordnet ist, wobei sich der Begriff„stromaufwärts" auf eine Strömungsrichtung vom Belüftungsmodul 20 zum Druekluftheber bezieht.

Während einer Belüftungsphase der Kleinkläranlage 10, die in Fig. 1 dargestellt ist, wird die Absperreinrichtung 42 geschlossen und die Druckluftquelle 30 betrieben, so dass Druckluft über den Druckluftanschluss 34 und die Verbindungsleitung 36 in den Innenbereich des Filters 26 gelangen kann und von dort aus durch die Öffnungen 28 nach außen dringen kann, um den Inhalt des Klärbeckens 12 zu belüften. Während die- ser Belüftungsphase gelangt keine Flüssigkeit vom Belüftungsmodul 20 in die Abför- dereinrichtung 22, d. h. in den Druekluftheber. Am Ende wird die Druckluftquelle 30 abgeschaltet und die Absperreinrichtung 42 geöffnet. Diese Situation ist in Fig. 2 ge- zeigt. Aufgrund des hydrostatischen Drucks der Wassersäule über dem Belüftungskör- per 26 dringt Wasser durch die Öffnungen 28 in den Innenbereich des Belüftungskör- pers 26 ein und füllt diesen mit Wasser, das durch die Verbindungsleitung 36 und den Flüssigkeitseinlass 38 in den Druekluftheber eindringen kann und diesen füllt. Wird die Druckluftquelle 30 erneut betrieben, so wirkt ihr Druck aufgrund des geöffneten Zu- stande der Absperreinrichtung 42 auf das Innere des Drucklufthebers. Der Inhalt des Drucklufthebers wird somit durch den Auslass 40 im Ablauf 18 befördert. Das Filtermodul 20 hat erfindungsgemäß somit eine Doppelfunktion, nämlich einerseits die Belüftungsfunktion eines herkömmlichen Bclüfters, andererseits jedoch darüber hinaus die Funktion eines Filters, durch welchen Abwasser im Bodenbereich des Klär- beckens 12 gefiltert und direkt in die daran angeschlossene Abfördereinrichtung 22 ein- geleitet werden kann. Mit anderen Worten, das Filtermodul 20 dient unmittelbar zur Filterung von KJarwasscr, das direkt in die Abiordereinrichtung 22 gelangt. Der Betrieb dieser Kläranlage 10 lässt sich durch eine Steuerung der Betriebszustände der Druck- luftquelle 30 und der Öffhungs- und Schließzustände der Absperreinrichtung 42 am Flüssigkeitseinlass 38 der Abfördereinrichtung 22 steuern.

Die vorliegende Abwasserbehandlungsvorrichtung 24 einschließlich des Filtermoduls 20 und der Abfördereinrichtung 22 lässt sich einfach in eine Kläranlage 10 mit einem einzigen Klärbecken 12 integrieren, indem das Filtermodul 20 und die daran unmittel- bar angeschlossene Abfordereinrichtung 22 im Klärbecken 12 eingesetzt und darin montiert werden. Lediglich die Druckluftquelle 30 kann sich außerhalb des Klärbeckens 12 befinden und über eine Druckluftleitung 32 an den Druckluftanschluss 34 ange- schlossen werden. Die vorliegende Abwasserbehandlungsvorrichtung 24 weist daher einen relativ hohen Integrationsgrad der zusammenwirkenden Komponenten auf.

Ein weiterer Vorteil dieser Anlage besteht darin, dass aufgrund der Filterfunktion des Filtermoduls 20 das Klarwasser auch aus dem Bodenbereich des Klärbeckens 12 abge- filtert und abgefordert werden kann. Es ist daher nicht mehr notwendig, im Betriebszyk- lus der Kläranlage 10 eine Absetzphase vorzunehmen, in der sich eine Klarwasserzone ausbildet, aus der das Klarwasser über einen freien Flüssigkeitseinlass 38 in die Abfor- dereinrichtung 22 eingeleitet wird, so wie es beim Stand der Technik der Fall ist.

Die vorliegende Erfindung ist ferner nicht auf Abwasserbehandlungsvorrichtungen be- schränkt, deren Abfördereinrichtung 22 als Druck luftheber ausgebildet ist. Vielmehr ist es auch möglich, dass die Abfördereinrichtung 22 lediglich als seitlicher Auslass aus dem Klärbecken 12 ausgebildet ist, also etwa als Rohrstutzen an einem Durchbruch in der Seitenwand 16 des Klärbeckens 12. In diesem Fall kann der Inhalt des Filtermoduls 20 durch den Flüssigkeitseinlass 38 frei in die Abfordereinrichtung 22 strömen und dann unmittelbar nach außen, ohne dass die Abtordereinrichtung 22 zusätzlich mit Druckluft beaufschlagt werden muss. Diesbezüglich sind verschiedene Ausfiihrungs- formen abweichend von der dargestellten Ausfuhrungsform denkbar.