Solche Absetzbecken werden weltweit in Standardverfahren der Abwasserreinigung einge- setzt, in denen Inhaltsstoffe von Abwasser biologisch abgebaut werden. Biologische Reini- gungsstufen von Kläranlagen bestehen häufig aus Belebungsbecken als Mischungsreaktoren und Nachklärbecken als Absetzbecken. Zwischen Belebungsbecken und Nachklärbecken wird dabei Belebter Schlamm in einer Schlamm-Wasser-Suspension im Kreislauf geführt. Eine solche Anlage beschreibt zum Beispiel Patentschrift DE 43 29 239 C2.

Den Belebungsbecken kommt hauptsächlich die Aufgabe zu, die biologisch abbaubare Schmutzfracht des Abwassers mit Schmutzfracht zersetzenden Bakterien im Belebten Schlamm zu einer Suspension zu vermischen und durch Optimierung derer Umgebungsbe- dingungen, zum Beispiel bezüglich des Sauerstoffgehalts im Wasser, den biochemischen Ab- bauprozess günstig zu beeinflussen. Mischungsreaktoren werden daher mit Vorrichtungen versehen, die die Umgebungsbedingungen positiv beeinflussen, um die Abbauwirkung zu verstärken. Dies können zum Beispiel Oberflächenbelüfter oder Druckbelüfter sein. Absetz- becken werden nicht mit solchen Vorrichtungen versehen.

Zumeist werden Mischungsreaktoren und Absetzbecken als eigenständige Bauwerke erstellt.

Es sind aber auch Lösungen bekannt, bei denen das Absetzbecken innerhalb des Mischungs- reaktors angeordnet wird. Dadurch kann einerseits Baumasse für Außenwände eingespart werden und andererseits kann das Absetzbecken hydraulisch günstig von der Peripherie mit Suspension beschickt werden. Bei einer Kombination eigenständiger Bauwerke werden Ab- setzbecken häufig über Mittelbauwerke beschickt, deren Zulaufleitungen im allgemeinen als Düker unterhalb des Absetzbeckens verlegt sind.

Zur Bemessung der Baugröße eines Nachklärbeckens wird eine maximale hydraulische Bela- stung pro Beckenoberfläche, die sogenannte Oberflächenbeschickung, festgelegt. Die not- wendige Oberfläche des Absetzbeckens ergibt sich aus der maximalen hydraulischen Belas- tung des Absetzbeckens dividiert durch die maximale Oberflächenbeschickung. Bei Einbau eines Einlaufbauwerks als Mittelbauwerk innerhalb eines Nachklärbeckens ist dessen Ober- fläche von der Brutto-Oberfläche des Nachklärbeckens abzuziehen. Daraus resultiert, dass Mittelbauwerke im Stand der Technik für individuell auf der jeweiligen Kläranlage errichtete Nachklärbecken mit möglichst kleiner Oberfläche ausgeführt werden, um eine möglichst große Netto-Oberfläche zu erhalten. In der Praxis gelten für runde Nachklärbecken etwa 10 % des Beckenradius'als geeignete Größe für den Einlaufradius, womit das Einlaufbauwerk ca.

1 % des Volumens des Nachklärbeckens einnimmt.

Die Offenlegungsschrift EP 1 354 614 Al offenbart eine technische Lösung, mit der die Ein- laufenergie zum Nachklärbecken mit einem adaptiven Einlauf für alle Belastungen minimiert werden kann. Dabei wird die Einlauffläche des Einlaufbauwerks zum Nachklärbecken je nach vorliegender Belastungssituation so optimiert, dass für jede Situation die geringst mögliche Energie an der Einlauffläche gegeben ist. Dies ist der Fall, wenn einerseits der vertikale Ab- stand der Einlauffläche zum Trennspiegel klein ist und andererseits die Einlauffläche eine für die aktuelle Belastungssituation optimale Höhe hin aufweist. Andererseits ist aus Offenle- gungsschrift EP 1 354 614 AI auch bekannt, dass die Einlaufenergie umso kleiner ist, je grö- ßer die Einlaufbreite B ; n ist. Dann werden im Nachklärbecken durch Energieüberschuss am Einlauf verursachte Einmischungsvorgänge und somit interne Erhöhungen der hydraulischen Belastung minimiert. Solche Einmischungsvorgänge führen bereits abgesetzten Schlamm in den Strom noch abzusetzenden Schlamms zurück und erhöhen somit bei konstanter externer Belastung die beckeninterne Belastung.

Ein von einem Mittelbauwerk beschicktes Absetzbecken wird von der Hauptströmung von innen nach außen durchströmt. Es kann gezeigt werden, dass bei einem solchen Absetzbecken die absolute hydraulische Belastbarkeit-also die absolute Durchflussmenge des zu trennen- den Gemischs-paradoxer Weise gesteigert werden kann oder über weite Bereiche der einer Erhöhung der Größe des Umfangs Pin zumindest nicht sinkt, wenn das Einlaufbauwerk inner- halb des Absetzbeckens mit deutlich größerem Durchmesser und Umfang Pin als im Stand der Technik gebaut wird und dem Becken somit einen vergleichsweise großen Teil des Raumes entzieht, dem eigentlich Wirksamkeit als Prozessraum zugeschrieben wird. Dies liegt daran, dass die Wirkung der Verminderung der beckeninternen Belastung durch reduzierte Einmi- schung für größer werdende Einlaufbreite Bin, z. B. Pin =2-n-R für runde Mittelbauwerke, und damit sinkender Einlaufenergie sich bis hin zu großen Radien auf die Beckeneffizienz deutlich stärker positiv auswirkt, als die Wirkung des Verlusts an Absetzbeckenvolumen ne- gativen Einfluß auf die Trennleistung hätte. Daraus resultiert überraschender Weise, dass in einem von innen nach außen durchströmten Absetzbecken der innere Raum des Absetzbe- ckens bei einem Radius kleiner ca. 30 bis 50 % des Gesamtradius'des Beckens für die Pha- sentrennung kontraproduktiv oder zumindest aber nutzlos ist. Der davon betroffene Bereich entspricht bei einem runden Becken folglich zumindest 10 % und bis zu 25 % des Gesamtvo- lumens. Diese Zusammenhänge gelten insbesondere für Absetzbecken, die der Definition eines überwiegend horizontal durchströmten Beckens genügen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Gesamt-Bauvolumen von Kläranlagen mit Mischungsreaktor und stromab angeordnetem Absetzbecken mit Mittelbauwerk zu verringern um damit verbundene Investitionskosten zu senken.

Die Aufgabe wird überraschend dadurch gelöst, dass von innen nach außen durchströmten Absetzbecken durch besonders große Mittelbauwerke der bezüglich der Phasentrennung kon- traproduktive innere Raum entzogen und verfahrenstechnisch nutzbar gemacht wird. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn eine Anlage so konzipiert ist, dass das Nachklärbecken über ein beckeninternes Einlaufbauwerk verfügt, das vom Mischungsreaktor mit Suspension versorgt wird. Zum Beispiel kann der abgetrennte Raum als beckeninterner Mischungsreaktor zum Substratabbau genutzt werden. Damit entsteht bei konstantem Gesamtvolumen des Beckens zusätzlicher verfahrenstechnisch nutzbarer Prozessraum, ohne dass die Leistungsfähigkeit des Absetzbeckens bezüglich seiner Funktion zur Phasentrennung durch kleineren Prozessraum vermindert würde. Die Funktion des Einlaufbauwerks geht mit der Erfindung über die im Stand der Technik vorhandenen hydraulischen Funktionen hinaus, den einlaufenden Volu- menstrom bei möglichst moderaten und optimierten Schergradienten mit optimierter Flockung möglichst gleichmäßig und schonend in das Absetzbecken zu leiten. Die Belastbarkeit des Absetzbeckens, also die absolute Menge eines mehrphasigen Gemischs, die pro Zeit getrennt werden kann, kann durch Entzug eines Teils seines Innenraums dabei unter Umständen sogar ansteigen. Auch kann der innere Raum ein zusätzliches Absetzbecken beinhalten, das von außen nach innen durchströmt wird. Dies kann erreicht werden, indem ein Einlaufbauwerk innerhalb des Absetzbeckens angeordnet wird, das die beiden Räume trennt und das über zu- mindest zwei Einlaufflächen verfügt. Über zumindest eine äußere Einlauffläche wird dabei das äußere Absetzbecken beschickt, über zumindest eine innere Einlauffläche das innere Ab- setzbecken. Es ist auch möglich, zumindest einen der Räume intermittierend zum Beispiel als Mischungsreaktor und als Absetzbecken zu nutzen. Somit kann auf Belastungsschwankungen, zum Beispiel zwischen Trockenwetter und Regenwetter reagiert werden. Damit steht dem Absetzprozess zumindest zeitweise ein größeres Volumen zur Verfügung. Der Volumenstrom des zu trennenden Gemischs muss dem äußeren Absetzbecken oder unter Umständen den beiden Absetzbecken zumindest weitestgehend an der Peripherie umlaufend zugeführt wer- den, um durch eine möglichst große Einlaufbreite Bin eine möglichst kleine Einlaufenergie zu erzielen. Der Einlauf zum Absetzbecken/zu den Absetzbecken sollte zum. zeitweise relativ weit oben, insbesondere in der oberen Hälfte des Beckens angeordnet sein oder sein können, um bei überwiegend horizontal durchströmten Becken eine hohe hydraulische Belastung zu ermöglichen.

In bestehenden und in neu zu bauenden Anlagen, die zumindest aus einem Mischungsbecken und zumindest einem nachgeschalteten Absetzbecken bestehen, kann der Prozessraum des Mischungsbereichs durch ein zusätzliches, innerhalb des Absetzbeckens angeordnetes Mi- schungsbecken vergrößert werden. Kombiniert man diese Anlage, die über zumindest ein eigenständiges Mischungsbecken verfügt und über zumindest ein zusätzliches Mischung- becken als Teilraum des Beckens, das als Absetzbecken dient, mit einer Einlauffläche, die das Mischungsbecken innerhalb des Absetzbeckens zumindest großteils umschließt und bezüglich der Einlaufenergie gemäß den Ausführungen nach Offenlegungsschrift EP 1 354 614 A1 günstig geformt ist, so kann die maximale Abwasserbelastung der Anlage durch ihren vergrö- ßerten gesamten Mischungsraum und mit optimierter Absetzleistung gegenüber dem Stand der Technik bei gleichem Bauvolumen deutlich erhöht werden.

Eine vorteilhafte Lösung der Aufgabe, die der Erfindung zu Grunde liegt, ergibt sich sowohl aus hydraulischer, als auch aus verfahrenstechnischer Sicht für Belebungsanlagen somit, wenn Absetzbecken mit Einlaufbauwerken kombiniert werden, die größer sind als im Stand der Technik und die ihren Innenraum mittels Vorrichtungen zu Lösung anderer Aufgaben als der Phasentrennung nutzen. So kann innerhalb des Einlaufbauwerks zu einem Nachklär- becken zum Beispiel sinnvoll eine Belüftungszone und eine anschließende anaerobe Entga- sungszone vorgesehen werden.

Eine weitere vorteilhafte Lösung der Aufgabe, die der Erfindung zu Grunde liegt, ergibt sich, wenn der gesamte Mischungsreaktor innerhalb des Absetzbeckens angeordnet ist und somit selbst einem sehr großen Einlaufbauwerk entspricht das das Absetzbecken durch eine Einlauf- fläche entlang seiner Peripherie beschickt.

Besonders vorteilhafte Lösungen ergeben sich, wenn vorgenannte Lösungen mit Einlaufflä- chen versehen werden, die besonders energieeffizient gestaltet sind oder/und die z. B. durch Adaption der Höhenlage der Einlauffläche auf die Trennspiegellage und/oder durch Variation der Höhe des Einlauffläche hin die Einlaufenergie weiter reduzieren.

Eine weitere vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn Anlagen-extern bedingte Belastungs- schwankungen dadurch gedämpft werden können, dass innerhalb der Anlage einem in ein Absetzbecken einlaufendem Volumenstrom zusätzlicher Volumenstrom aus der Anlage auf verkürztem Fließweg zugeführt werden kann.

Technische Einbauten in bestehenden Nachklärbecken, wie zum Beispiel Räumeinrichtungen für die abgesetzte Phase, können dazu führen, dass bei Nachrüstung eines größeren Einlauf- bauwerks dem Absetzbecken nicht der gesamte unwirksame Raum entzogen und anderweitig genutzt werden kann. Vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik sind aber bereits Lösun- gen, die ca. 10 % des Beckenvolumens einnehmen, da hierdurch die Einlaufenergie gegenüber Einlaufbauwerken nach dem Stand der Technik bereits deutlich reduziert werden kann und gleichzeitig in deutlichem Maße nutzbarer Raum gewonnen wird. Bei einem runden Nach- klärbecken hat ein Innenraum, der 10 % des Gesamtvolumens einnimmt, einen Radius von ungefähr 30 % des Gesamtradius'des Nachklärbeckens.

Die prinzipielle Funktion der Erfindung ist unabhängig von der genauen geometrischen Form der Oberfläche des Beckens.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beige- fügten Zeichnungen näher beschrieben. Gleiche Elemente sind jeweils mit denselben Bezugs- zeichen versehen.

Fig. 1 Kombination aus Mischungsreaktor und Nachklärbecken, in dem das Einlaufbau- werk zum Nachklärbecken mit zusätzlichen Vorrichtungen, hier einer Belüftung, ausgerüstet ist ; Fig. 2 Anlage, bei der der Mischungsreaktor innerhalb des Nachklärbeckens angeordnet ist ; Fig. 3 Nachklärbecken, bei dem innerhalb des Nachklärbeckens ein zweites Absetzbecken angeordnet ist.

Die in Figur 1 dargestellte Anlage ist kombiniert mit einem Einlaufbauwerk 4, in das eine zusätzliche Einrichtung zu verfahrenstechnischen Zwecken, hier eine Druckbelüftung in einer Belüftungszone, eingebaut ist. Die Belüftungszone kann sich über ein Teilvolumen oder über das gesamte Volumen des Einlaufbauwerks erstrecken. Im Einlaufbauwerk können auch Mi- scher eingebaut sein.

Figur 2 zeigt beispielhaft eine Anlage, bei der der Mischungsreaktor 2 innerhalb des Nach- klärbeckens 6 angeordnet ist und somit selbst auch die Funktion als Einlaufbauwerk 4 über- nimmt.

Figur 3 zeigt ein Nachklärbecken, dessen Einlaufbauwerk 4 das Becken in einen inneren und einen äußeren Raum teilt. Der äußere Raum wird als von der Zulaufströmung von innen nach außen durchströmtes Absetzbecken betrieben, das innere Becken als von außen nach innen durchströmtes Absetzbecken. Die beiden Becken können auch alternierend als Mischungsre- aktoren und Absetzbecken betrieben werden. Somit kann auf Belastungsschwankungen, z. B. zwischen Trocken-und Regenwetter, reagiert werden, indem Teilbecken bei geringer hydrau- lischer Belastung der Anlage als belüftetes Abbauvolumen, bei erhöhter hydraulischer Belas- tung hingegen als Absetzraum genutzt werden. Schließlich kann das Mittelbauwerk so groß gestaltet werden, dass es ebenfalls wieder zu verfahrenstechnischen Zwecken genutzt werden kann.

Zusammenstellung der Bezugszeichen 1 Zuleitung zur Anlage 2 Mischungsreaktor 3 Zuleitung zum Absetzbecken 4 Einlaufbauwerk des Absetzbeckens 5 Einlauffläche zum Absetzbecken 6 Absetzbecken 7 Trennspiegel unterschiedlich dichter Phasen im Absetzbecken 8 Abzug leichterer Phase aus dem Absetzbecken 9 Rückführleitung zum Mischungsreaktor