FILTER CHAMBER OF GRAVITY FILTER

Abstract: 1. A gravity filter chamber for purifying contaminated water, more particularly for purifying municipal waste water after at least partial previous anaerobic or aerobic purification, comprising a number of superposed filter beds (35) separated by air gaps and through which the water is purified by dripping, the filter beds (35) being received in cup-like troughs (30) having fluid-tight bottoms (31), each trough (30) being spaced apart from the filter bed (35) underneath, characterized in that the bottoms (31) of the cup-like troughs (30) are made of porous permeable concrete and are reinforced by radial ribs (33), the radial ribs (33) project over the bottoms (31) and are connected thereto, the radially-outward ends of the ribs (33) are connected to an annular rib constituting the raised edge (32) of the troughs (30), and upward projections (34) are provided near the radially-outward ends of the ribs (33) and maintain a distance between each filter bed (35) and the bottom (31) of the trough (30) above it.

Description: Bodenkörperfilterkammer Die Erfindung betrifft eine Bodenkörperfilterkammer zur Reinigung von verunreinigtem Wasser, insbesondere zur Reinigung von anaerob oder aerob wenigstens teilweise vorgereinigtem kommunalem Abwasser, mit mehreren, mit Luftzwischenräumen übereinander angeordneten Filterschichten, durch die das zu reinigende Wasser hindurchtropft und dabei gereinigt wird. Diese Bodenkörperfilterkammer ist insbesondere zur Reinigung verunreinigter Abwässer mit einem Schwebstoffgehalt von kleiner als 0,3 mg/l, wie sie nach anaerober oder aerober Vorreinigung kommunaler Abwässer anfallen, bestimmt. Derartige Bodenkörperfilterkammern sind Reinigungsanlagen für kommunale Abwässer, bei denen die Reinigung in einem vom umgebenden Untergrund wasserdicht abgeschlossenen, drainagierten Bodenraum vor sich geht. Diese Anlagen verfügen über einen mikrobiellen Bewuchs an der Beschikkungsebene (Biokruste). In dieser Biokruste gehen aerobe Umsetzungs- und Zersetzungsprozesse vor sich. Je nach der Intensität der Beschickung mit Abwasser dauert es unterschiedlich lange, bis sich diese Biokruste ausgebildet hat. Eine voll ausgebildete Biokruste hemmt allerdings den Wasserdurchtritt. Durch die fortschreitende Ausbreitung der Biokruste wird das anfallende Abwasser aus den Faulanlagen gleichmässig über die Fläche der Anlage verteilt. Dieser Teil der Beschickungsebene, der durch starken Bewuchs gekennzeichnet ist, verhindert ein weiteres Einsickern des zufliessenden bzw. aufgestauten Abwassers. Diese Ausbildung von Wasserlacken in einer Bodenkörperfilterkammer verringert ihre Reinigungskraft erheblich. Es ist daher notwendig, eine hinreichend grosse Fläche vorzusehen, um eine Verschlammung der Filterschichte zu verhindern bzw. zu verzögern. Auf Grund einschlägiger Vorschriften (z.B. ÖNORM B 2502) ist es aus diesem Grunde auch notwendig, Filterkammern mehrmals, z.B. viermal jährlich auf ihre Durchlässigkeit hin zu prüfen. Wird eine Verschlammung der Filterschichte festgestellt, so ist diese abzuheben und durch neues Material zu ersetzen. Gemäss der ÖNORM B 2502 sind Filterkammern mit 2 m2/EGW (EGW = Einwohnergleichwert) zu bemessen. Da der mikrobielle Abbau des zu reinigenden Abwassers lediglich in der obersten Filterschichte (bis zu 5 cm Tiefe) vor sich geht, erfordern die bekannten Bodenkörperfilterkammern sehr grosse Flächen. Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, bei biologischen Reinigungsanlagen mehrere Filter übereinander anzuordnen. In diesem Zusammenhang wird auf die AT-PS 241 372 und 201 003 verwiesen, aus welch letzterer eine Bodenkörperfilterkammer der eingangs genannten Gattung bekannt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Bodenkörperfilterkammern zu verbessern und dafür zu sorgen, dass jede Filterebene nur mit soviel Abwasser beschickt wird, wie ohne Überstau unter Gewährleistung einer hinreichenden Reinigung des Abwassers durch die Schicht hindurchtropfen kann. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Filterschichten in tassenförmigen Trögen aufgenommen sind und dass die Böden der tassenförmigen Tröge flüssigkeitsdurchlässig ausgebildet sind. Dadurch, dass bei der erfindungsgemässen Anlage mehrere Filterschichten übereinander in einer Filterkammer vorgesehen sind, wird nicht nur die Oberfläche vergrössert, sondern überstehendes Wasser wird in den jeweils darunter angeordneten tassenförmigen Trog geleitet. Damit ist gewährleistet, dass jede Filterebene nur mit soviel Abwasser beschickt wird, wie ohne Beeinträchtigung der Gesamtreinigungswirkung gereinigt werden kann. Für die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemässen Anlage ist auch die Verwendung besonderer Filtermedien, im Gegensatz zu den bisher vorgeschlagenen Tropfkörpern (vgl. insbesondere AT-PS 241 372), von Vorteil. So kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere der Filterschichten Sand mit einer Körnung von maximal 5 mm, vorzugsweise 1 - 2 mm enthält. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass eine oder mehrere der Filterschichten aus mit Humus vermischtem Sand bestehen. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn eine oder mehrere der Filterschichten wenigstens zwei unterschiedliche Lagen aufweist. Hiebei kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere der Filterschichten eine obere Lage, enthaltend ein Gemisch aus Sand und Kunststoffschnitzeln und eine untere Lage aus Kunststoffschnitzeln aufweist. Bei dieser Ausführungsform bewährt es sich, wenn zwischen den Lagen der Filterschichten ein feinmaschiges Gitter vorgesehen ist. Durch die Kunststoffschnitzel wird eine Verstopfung der Filterschicht verhindert und das feinmaschige Gitter verhindert, dass Sand in die untere Lage aus Kunststoffschnitzeln eingeschlämmt wird. Im R h n er Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Böden der Tröge durch Anordnung von Durchtrittskanälen flüssigkeitsdurchlässig ausgebildet sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Böden der Tröge porös sind. Wenn in den Böden Durchtrittskanäle vorgesehen sind empfiehlt es sich, wenn über den oberen Enden der Durchtrittskanäle einen Flüssigkeitsdurchtritt erlaubende Abdeckglocken angeordnet sind. Anderseits kann vorgesehen sein, dass auf den flüssigkeitsdurchlässigen Böden der tassenförmigen Tröge Filtermatten, beispielsweise aus Glasfaservlies, aufliegen. Durch diese Massnahmen wird verhindert, dass das Filtermedium durch die Böden der Tröge nach unten ausfliesst oder die Böden verstopft werden. In einer praktischen Ausführungsform der erfindungsgemä ssen Anlage ist vorgesehen, dass die tassenförmigen Tröge in einem Gehäuse angeordnet sind und dass das Wasser aus dem Gehäuse unten über ein in eine Schichte aus Sand und/oder Kies eingebettetes Drainagerohr abgezogen wird. Das die tassenförmigen Tröge aufnehmende Gehäuse kann auch aus mehreren Elementen zusammengesetzt sein. Weiters kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass unterhalb der Austrittsöffnung des Zulaufrohres für das zu reinigende Wasser eine das zuströmende Wasser über die Fläche der obersten Filterschichte verteilende Vorrichtung, wie beispielsweise ein Verteilkegel oder eine Verteiltasse, der bzw. die gelocht ist, vorgesehen ist. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiele. Es zeigt Fig. 1 eine erste Ausführungsform im Vertikalschnitt und Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Bodenkörperfilterkammer. Die in Fig. 1 gezeigte Bodenkörperfilterkarnmer besitzt ein Gehäuse 1, das aus mehreren, beispielsweise aus Beton gefertigten Elementen zusammengesetzt ist, und oben über einen Putz schacht 2 zwecks Reinigung und Prüfungsarbeiten zugänglich ist. Im Gehäuse 1 mündet oben etwa in der Mitte desselben ein Zulaufrohr für das zu reinigende Abwasser aus. Am Boden 5 des Behälters liegt in eine Sandschichte 6 eingebettet ein Drainagerohr 4 als Ableitung für das gereinigte Wasser auf. Über der Sandschichte 6 kann noch eine Filtermatte 7 aufliegen, deren Ränder an der Innenfläche der vertikalen Wände 8 des Gehäuses 1 anliegend hochgezogen sind. Im Inneren des Gehäuses 1 sind im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel drei tassenförmige Tröge 10, 11, 12 vorgesehen. Jeder der tassenförmigen Tröge 10, 11, 12 ist mit einer Filterschichte 14 aus Sand, die etwa 8 - 10 cm dick ist und eine Körnung von maximal 5 mm, vorzugsweise eine Körnung von 1- 2 mm besitzt, gefüllt. Zur Lagesicherung der Tröge 10, 11, 12 im Gehäuse 1 sind diese auf Distanzklötze 13 abgesetzt, die auf der unter jedem Trog vorgesehenen Filterschichte 14 aufliegen. Die untersten Distanzklötze, die den Trog 12 abstützen, ruhen auf der Sandschichte 6 vorzugsweise tiefer als dargestellt auf. Jeder der drei Tröge 10, 11, 12 besitzt hochgezogene, an seinem Aussenumfang angeordnete Ränder 15, in welchen über den Umfang gleichmässig verteilt Überlauföffnungen 16 mit Austrittsöffnungen 16' vorgesehen sind. Die Überlauföffnungen 16 in den Rändern 15 der Tröge 10, 11, 12 sind unmittelbar oberhalb der Filterschichten 14 angeordnet. Um zu verhindern, dass das Material der Filterschichten 14 durch in den Böden 17 der Tröge 10, 11, 12 vorgesehene Durchtrittskanäle 18 und durch die Überlauföffnungen 16 herausfliesst bzw. gespült wird, ist der Boden 17 und die Innenfläche der hochgezogenen Ränder 15 jedes Troges durch eine Filtermatte 20, beispielsweise eine Matte aus Glasfaservlies, bedeckt. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Abmessungen der Tröge von oben nach unten zunehmen, so dass die in den Rändern 15 vorgesehenen Überlauföffnungen 16 jeweils innerhalb des Randes 15 des jeweils darunterliegenden Behälters ausmünden. Dadurch ist gewährleistet, dass aus den Austrittsöffnungen 16' tretendes Abwasser in den jeweils darunterliegenden Trog gelangt. Um diesen Effekt zu verstärken und auf die Endflächen 21 der Ränder 15 auftreffendes Wasser in das Innere der Tröge zu leiten, sind die Endflächen 21 nach innen schräg abfallend ausgebildet. Zusätzlich können an den hochgezogenen Rändern 15 der Tröge 10, 11, 12, insbesondere der weiter unten angeordneten Tröge 11 und 12, Leitbleche 22 vorgesehen sein. Sind solche Leitbleche 22 vorgesehen, dann können in Ab änderung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform auch gleich grosse Tröge in einem Gehäuse 1 Verwendung finden. An Stelle der Ausführung aus Beton (Gehäuse 1 und Tröge 10, 11, 12) kann die erfindungsgemässe Anlage auch teilweise oder zur Gänze aus Stahl oder entsprechend stabilem Kunststoff gefertigt sein. Unter der Austrittsöffnung des Zulaufrohres 3 für das zu reinigende Abwasser ist eine dieses verteilende Vorrichtung 23 vorgesehen, die nicht gezeigte Perforationen besitzen kann. Diese Verteilvorrichtung 23 kann auch flach kegelförmig ausgebildet sein. Zusätzlich oder an Stelle der Filtermatte 7 kann das Drainagerohr 4 wenigstens an seiner Oberseite durch eine nicht dargestellte Filtermatte z.B. aus Glasfaservlies abgedeckt sein. Das Drainagerohr 4 kann aber auch von einer Filtermatte allseitig umgeben sein. An Stelle der Filtermatten 20 können über den Durchtrittskanälen 18 auch einen Durchtritt von Flüssigkeit erlaubende, den Durchtritt von Sand wenigstens behindernde Abdeckglocken (nicht gezeigt) angeordnet sein. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die tassenförmigen Tröge 30 alle gleich gross ausgebildet. Jeder tassenförmige Trog 30 besitzt-einen porösen Boden 31 (z.B. aus Sickerbeton). Die seitlichen Ränder 32 und die Versteifungsrippen 33 sind aus dichtem Beton mit grö sserer Festigkeit (Stahlbeton) hergestellt, wobei die Rippen 33 und die Ränder 32 mit dem Boden 31 verbunden sind. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass zur Herstellung der Tröge 30 eine Form verwendet wird, in der die Tröge 30 mit nach unten weisenden Rippen 33 und Rändern 32 und nach oben weisenden Böden 31 hergestellt werden, wobei zunächst der Beton für die Rippen 33 und die Ränder 32 und noch vor dem Abbinden desselben die grobe Betonmischung (Sickerbeton) für den Boden 31 eingebracht wird. Am äusseren Ende jeder Rippe 33 ist ein nach oben weisender Vorsprung 34 vorgesehen, auf dem der jeweils darüber angeordnete Trog 30 aufliegt. Im in Fig. 2 gezeigten Beispiel sind insgesamt drei Rippen 33 und dementsprechend drei Vorsprünge 34 vorgesehen. Die Filterschichten 35 in jedem Trog 30 bestehen aus zwei Lagen, nämlich einer unteren Lage 36 aus Kunststoffschnitzeln (z.B. aus Polypropylen) und einer oberen Lage 37 aus einem Gemisch aus Sand und Kunststoffschnitzeln. Zwischen den Lagen 36 und 37 ist ein feinmaschiges Gitter 42 (nach Art eines Fliegengitters) vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung müssen nicht alle Filterschichten gleich ausgebildet sein, obwohl dies bevorzugt ist. Das Drainagerohr 4 ist bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform in eine Kiesschichte 38 (Körnung 16 - 32 mm) eingebettet, über der eine Sandschichte 39 (Körnung O - 4 mm) angeordnet ist. Zwischen der Kiesschichte 38 und der Sandschichte 39 ist eine Filtermatte 40 z.B. aus Kunststoff- oder Glasfaservlies angeordnet. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform gelangt nicht durch die Filterschichte 35 sickerndes Wasser längs der Aussenseiten des Randes 32 entlang der in Fig. 2 beim obersten Trog 30 links eingezeichneten Pfeile in den Bereich der Filterschichte 35 des darunterliegenden Troges 30. Dabei sickert wenigstens ein Teil des Wassers durch denXÅausseren Rand des porösen Bodens 31 des Troges 30, wie dies in Fig. 2 links oben durch Pfeile angedeutet ist. Um zu verhindern, dass Wasser nicht unmittelbar aus den Trögen 30 nach unten zur Sandschichte 39 gelangt, können an den Rändern der Tröge 30 Leitelemente, entsprechend den Leitelementen 22 von Fig. 1, vorgesehen sein. Gemäss einer nicht gezeigten Variante kann das Drainagerohr 4 mit einer innerhalb oder ausserhalb des Gehäuses 1 hochgeführten Entlüftung ausgerüstet sein.

Claims: Patentansprüche: ansprüche: 1. Bodenkörperfilterkammer zur Reinigung von verunrei nigtem Wasser, insbesondere zur Reinigung von anaerob oder aerob wenigstens teilweise vorgereinigtem kommt: nalem Abwasser, mit mehreren, mit Luftzwischenräumen übereinander angeordneten Filterschichten (14, 35), durch die das zu reinigende Wasser hindurchtropft und dabei gereinigt wird, dadurch gekennzeichhètt dass die Filterschichten (14, 35) in tassenförmigen Trögen (10, 11, 12, 30) aufgenommen sind und dass die Böden (17, 31) der tassenförmigen Tröge (10, 11, 12, 30) flüssigkeitsdurchlässig ausgebildet sind. 2. Filterkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Filterschichten (14) Sand mit einer Körnung von maximal 5 mm, vorzugsweise 1 2 mm enthält. 3. Filterkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass eine oder mehrere der Filterschichten aus mit Humus vermischtem Sand bestehen. 4. Filterkammer nach einem der Ansprüch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Filter schichten (35) wenigstens zwei unterschiedliche Lagen (36, 37) aufweist. 5. Filterkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Filterschichten (35) eine obere Lage (37), enthaltend ein Gemisch aus Sand und Kunststoffschnitzeln und eine untere Lage (36) aus Kunststoffschnitzeln aufweist. 6. Filterkammer nach Anspruche 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen den Lagen (36, 37) der Filter schichten (35) ein feinmaschiges Gitter (42) vorge sehen ist. 7. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Böden (17) der Tröge (10, 11, 12) durch Anordnung von Durchtrittskanälen (18) flüssigkeitsdurchlässig ausgebildet sind. 8. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Böden (31) der Tröge (30) porös sind. 9. Filterkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass über den oberen Enden der Durchtrittskanäle (18) einen Flüssigkeitsdurchtritt erlaubende Abdeckglocken angeordnet sind. 10. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf den flüssigkeits durchlässigen Böden (17, 31) der tassenförmigen Tröge (10, 11, 12, 30) Filtermatten (20), beispielsweise aus Glasfaservlies, aufliegen. 11. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den hochgezogenen Rän dern (15) der Tröge (10, 11, 12) Überlauföffnungen (16) vorgesehen sind, deren aussen am Trog (10, 11, 12) ausmündende Austrittsöffnungen (16') innerhalb der Fläche des darunterliegenden tassenförmigen Troges (11, 12) ausmünden. 12. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die tassenförmigen Tröge (10, 11, 12) in einem Gehäuse (1) angeordnet sind und dass das Wasser aus dem Gehäuse (1) unten über ein in eine Schichte (6, 38, 39) aus Sand und/oder Kies ein gebettetes Drainagerohr (4) abgezogen wird. 13. Filterkammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, dass auf der Oberseite der Schichte aus Sand und/oder Kies (6, 38, 39) eine Filtermatte (7) angeordnet ist. 14. Filterkammer nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Drainagerohr (4) in einer Schichte (38) aus Kies eingebettet ist, über der eine Sandschichte (39) vorgesehen ist, wobei die Sand schichte (39) von der Kiesschichte (38) durch eine Filtermatte (40) getrennt ist. 15. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass alle tassenförmigen Tröge (30) gleich gross sind und insbesondere denselben Durchmesser aufweisen. 16. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Endflächen (21) der Ränder (15) der tassenförmigen Tröge (10, 11, 12) nach innen schräg abfallend ausgebildet sind. 17. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Tröge (11, 12) grösser ist, insbesondere einen grösseren Durchmes ser aufweist als der jeweils unmittelbar über ihm an geordnete Trog (10, 11). 18. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Aussenumfang der tas senförmigen Tröge (10, 11, 12, 30), vorzugsweise an den hochgezogenen Rändern (15, 32) derselben, Leit elemente, wie Leitbleche (22) angebracht sind. 19. Filterkammer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich net, dass die Leitelemente (22) unterhalb der Aus trittsöffnungen (16') der Überlauföffnungen (16) des jeweils darüberliegenden, tassenförmigen Troges (10, 11) angeordnet sind. 20. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da durch gekennzeichnet, dass die tassenförmigen Tröge (10, 11, 12) durch Distanzklötze (13) von der jeweils darunter angeordneten Filterschichte (14) distanziert sind. 21. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da durch gekennzeichnet, dass die Böden (41) der tassen förmigen Tröge (30), insbesondere bei porös ausgebil deten Böden, durch radial verlaufende Rippen (33) versteift sind. 22. Filterkammer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich net, dass die radial verlaufenden Rippen (33) an der Oberseite der Böden (31) angeordnet und mit dieser verbunden sind und mit ihren radial aussen liegenden Enden an eine den Rand (32) der Tröge (30) bildenden Ringrippe anschliessen. 23. Filterkammer nach Anspruch 21 oder 22, dadurch ge kennzeichnet, dass an den radial aussen liegenden Enden der Rippen (33) nach oben weisende Vorsprünge (34) vorgesehen sind. 24. Filterkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Austritts öffnung des Zulaufrohres (3) für das zu reinigende Wasser eine das zuströmende Wasser über die Fläche der obersten Filterschichte (14, 35) verteilende Vor richtung, wie beispielsweise ein Verteilkegel oder eine Verteiltasse (23, 41), der bzw. die gelocht ist, vorgesehen ist. 25. Filterkammer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, dass die Überlauföffnungen (16) in den Rändern (15) der Tröge (10, 11, 12) unmittelbar über der Filterschichte (14) angeordnet sind. 26. Filterkammer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, dass die Filtermatte (20) bis über die Überlauf öffnungen (16) hochgezogen ist. 27. Filterkammer nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass an das Drainagerohr (4) eine innerhalb oder ausserhalb des Gehäuses (1) hochgezogene Entlüftungsleitung angeschlossen ist.

Inventors: POLZER, ERICH, DR., WOLSCHNER, HEINZ, DIPL.-ING.
Applicants: STOISER & WOLSCHNER ALLEININHABER DIPL.-ING. HEINZ WOLSCHNER SW-SPAN-KLARANLAGEN-UMWELTTECHNIK
Application year: 1986
Main classification: B01D23
IPC codes: B01D36, B01D24, C02F3