Nur wenige Geräte bewegen bei so geringen Betriebskosten so viel Schadstoffe wie ein Vorklärbecken. Nach der Siebung und Sandentfernung entfernt dieser erste Sedimentationstank etwa 90–95 % der absetzbaren Feststoffe, 40–60 % der suspendierten Feststoffe und 25–50 % des BSB5 aus dem Rohabwasser, bevor ein einzelnes Belüftungsgebläse eingeschaltet wird – die Betriebsbenchmarks, die von der Abwasserberatung EBS veröffentlicht wurden. Die Schwerkraft erledigt die Arbeit und alles, was nachgeschaltet ist – Belüftung, Fermenter, Entwässerung – erfordert einfach weniger Aufwand. Für Teams, die ein Primärklärbecken spezifizieren, aufrüsten oder Fehler beheben, bestimmen drei Entscheidungen das Ergebnis: die hydraulische Belastung, der Abstreifmechanismus, der abgesetzten Schlamm bewegt, und wie diszipliniert die Anlage beim Pumpen des Schlamms vorgeht, bevor die Decke septisch wird. In diesem Leitfaden erfahren Sie, wie der Tank funktioniert, welche Zahlen er liefern soll und welche Ausrüstung dahinter steckt.
Was ein Primärklärer tut
Ein Vorklärbecken ist ein vorgeschaltetes Sedimentationsbecken, das die Konzentrationen der gesamten suspendierten Feststoffe (TSS) und des BSB vor der biologischen Behandlung reduziert – die Arbeitsdefinition, die in Fachliteratur wie Water & Wastes Digest verwendet wird. Rohabwasser gelangt nach der Siebung und Sandentfernung an und verlangsamt sich dann, bis es nahezu stillsteht: Partikel, die schwerer als Wasser sind, sinken ab, während Öle, Fette und andere schwimmfähige Stoffe aufsteigen. Die abgesetzte Schicht wird als Primärschlamm abgekratzt; die Schwimmschicht wird als Schwimmschlamm abgeschöpft; Das geklärte Mittel fließt über Wehre in die nächste Stufe.
In einem typischen kommunale Abwasserbehandlung In der Anlage handelt es sich bei der nächsten Stufe um einen Belebtschlamm- oder Festfilmprozess – und der Betrieb ist teuer. Der Primärtank ist der günstige Puffer davor. Wenn die Leistung der Primärkläranlage unzureichend ist, nehmen Gebläse, Fermenter und Entwässerungsanlagen die zusätzliche Belastung auf, weshalb erfahrene Bediener die Primärkläranlage als Geldtank und nicht nur als großes Betonbecken betrachten.
Primärer vs. sekundärer Klärer: Die Kurzversion
Die beiden Tanks haben eine gemeinsame Form, aber keine gemeinsame Aufgabe. Ein Vorklärbecken setzt Rohabwasser ab und fängt durch Schwerkraft inerte und organische Feststoffe auf. Ein Nachklärbecken setzt die im Belüftungsbecken gewachsenen biologischen Flocken ab und verdickt sie dann normalerweise für die Rückführung in den Prozess. Unterschiedliche Zuführungen bedeuten unterschiedliche Oberflächenbelastungen, unterschiedliche Abstreifaufgaben und unterschiedliche Fehlerarten, wie der beispielhafte Vergleich unten zeigt.
Wie ein Primärklärer Schritt für Schritt funktioniert
Die Geometrie variiert – runde Tanks mit rotierenden Armen, rechteckige Becken mit Ketten- und Mitnehmerschabern oder Fachwerkschaber –, aber die Prozesskette im Inneren besteht aus denselben fünf Schritten:
- Verteilung. Der Zufluss tritt durch einen zentralen Zulaufbrunnen (oder einen Einlasskanal bei rechteckigen Becken) ein, der die Geschwindigkeit verringert, sodass sich der Tank absetzt und nicht bewegt.
- Sich niederlassen. Bei nahezu stiller Strömung erreichen Partikel, die schwerer als Wasser sind, ihre Endgeschwindigkeit und sinken ab. Dabei bilden sie eine Schlammdecke auf dem Boden, während Fette und Öle nach oben schwimmen.
- Schlammsammlung. Schaberarme, Saugköpfe oder Mitnehmer tragen die Decke zu einem Trichter, wo Pumpen sie zur Eindickung und Entwässerung weiterleiten.
- Schaumentfernung. Eine Prallwand hält schwimmendes Material von den Wehren zurück, sodass ein Skimmer es zur separaten Handhabung in eine Schwimmschlammrinne ziehen kann.
- Abwasserentsorgung. Geklärtes Wasser strömt über die peripheren Wehre in die Abwasserrinne mit einer Geschwindigkeit, die niedrig genug ist, um abgesetzte Feststoffe zurückzulassen.
Der Ausschnitt unten zeigt, wie diese Teile in einem kreisförmigen, peripher angetriebenen Tank sitzen – die Konfiguration, die die meisten kommunalen Anlagen verwenden.
Die Leistungszahlen, an denen man den Tank festhalten kann
Beurteilen Sie ein Primärklärbecken anhand von drei Entfernungsbereichen: 90–95 % absetzbare Feststoffe, 40–60 % suspendierte Feststoffe und 25–50 % Gesamt-BSB5 – der Bereich, den EBS für gut betriebene Primärtanks veröffentlicht. Viele Anlagen sind auf eine TSS-Entfernung von etwa 60 % ausgelegt, der Wert, der in Referenzen zum Klärbeckendesign wie The Wastewater Blog genannt wird. Wenn die gemessene Leistung unter diese Bereiche abdriftet, liegt die Ursache normalerweise in der hydraulischen Belastung, der Decktiefe oder dem mechanischen Verschleiß im Inneren des Tanks und nicht in der Biologie nach unten.
Die finanzielle Logik ist direkt: Jeder BSB5-Punkt, der der Primärbehandlung entgeht, wird zu einem Sauerstoffbedarf, den die Gebläse decken müssen, und jeder TSS-Punkt wird zu Schlamm, den Fermenter und Entwässerungsanlagen verarbeiten müssen. Ein Primärtank, der stillschweigend zehn TSS-Punkte verliert, erhöht die Strom-, Polymer- und Entsorgungskosten in der gesamten Anlage.
Designparameter, die über das Ergebnis entscheiden
Die meisten Klärergebnisse werden durch eine Handvoll Zahlen bestimmt, und es sind die gleichen Zahlen, die ein Käufer bei jedem Ausrüstungsvorschlag berücksichtigen sollte.
| Parameter | Typischer Bereich | Was es kontrolliert |
|---|---|---|
| Oberflächenüberlaufrate (SOR) | Etwa 300–1.200 gpd/ft² | Tankoberfläche; Höhere Raten verkürzen die Absetzzeit und bergen das Risiko einer Feststoffverschleppung |
| Haftzeit | 1,5–2,5 Std | Kontaktzeit, bis absetzbare Feststoffe die Schlammdecke erreichen |
| Überlaufrate des Wehrs | Etwa 10.000 gpd/ft für Pflanzen bis zu 1 MGD | Gleichmäßige Abwasserentnahme; Hohe Geschwindigkeiten ziehen Flocken über das Wehr |
| TSS-Entfernung target | 40–60 %, with many designs aiming near 60% | Belastung wird an den biologischen Prozess und die Fermenter weitergeleitet |
| Schlammpumpzyklus | Der Zeitpunkt ist so gewählt, dass die Decke flach bleibt | Verhindert Klärschlammbildung, Vergasung und aufsteigende Feststoffe |
Die Bereiche wurden aus den Entwurfshinweisen für Kläranlagen des Wastewater Blog, Metcalf & Eddy's Wastewater Engineering, Ten States Standards und EBS-Betriebsbenchmarks zusammengestellt.
Ausrüstung, die einen Primärklärer am Laufen hält
Die Abwicklung ist kostenlos; Die Stabilisierung des Tanks erfolgt mechanisch. Die rotierende Ausrüstung im Inneren entscheidet darüber, ob die Schlammdecke flach bleibt und der Schlamm tatsächlich den Tank verlässt.
Kreisförmige Tanks: Abstreifer mit Mittel- und Umfangsantrieb
Eine Zentralantriebseinheit hängt ihren Antrieb an einem zentralen Pfeiler und harkt den Boden in Richtung eines Trichters in der Mitte – die einfachste Anordnung für kleine und mittelgroße runde Becken. Für Anlagen, die einen dickeren Primärschlamm benötigen, ohne separate Eindickungstanks zu bauen, kombiniert ein zentral angetriebener Schlammkratzer und Eindicker beide Aufgaben in einem rotierenden Mechanismus.
Schlammschaber und Eindicker mit Zentralantrieb für runde Becken Diese Einheit mit Zentralantrieb harkt Bodenschlamm in runden Tanks mit einer Tiefe von weniger als 18 m in Richtung eines zentralen Trichters und kombiniert dabei Schaben und Eindicken in einem Mechanismus. Sie eignet sich daher für kleine und mittelgroße Anlagen, die einen dickeren Primärschlamm benötigen. Produkt anzeigen → Größere kommunale Becken verfügen in der Regel über einen peripheren Antrieb: Eine Brücke mit halber oder voller Spannweite fährt auf einer Schiene an der Tankwand und trägt Abstreifer oder Saugköpfe über den Boden. Durch die Platzierung des Antriebs am Rand wird ein unpraktisches zentrales Drehmoment bei breiten Tanks vermieden, und die Bediener können über die Brücke gehen, um die Deckentiefe und den Zustand des Wehrs direkt zu überprüfen – eine Anordnung, die bei einem standardmäßigen Schlammkratzer mit peripherem Antrieb verwendet wird.
Schlammabstreifer mit peripherem Antrieb für große runde Tanks Da der Antrieb auf einer Wand-Schienen-Brücke montiert ist, eignet sich dieser Schaber für Becken über 20 m, bei denen das Drehmoment in der Mitte unpraktisch ist, sodass Bediener über die Brücke laufen können, um die Schlammdeckentiefe und den Zustand des Wehrs direkt zu überprüfen. Produkt anzeigen → Rechteckige Becken: Fachwerkschaber
Wenn die Anlage rechteckig ist, fegt eine Gitterkratzmaschine die gesamte Bodenbreite mit an Fahrgestellen befestigten Mitnehmern ab und drückt den Schlamm in Trichter an einem Ende, während ein Skimmer die Oberfläche bearbeitet. Die Aufgabe ist identisch – flache Decke, saubere Wehre – nur entlang einer geraden Linie.
Fachwerkschabermaschine für rechteckige Sedimentationstanks Bei rechteckigen Becken fegt dieser fahrbare Gitterkratzer über die gesamte Bodenbreite und schiebt den Schlamm in Richtung der Sammeltrichter an einem Ende, während er optional den Oberflächenschlamm abschöpft, mit SPS-gesteuertem Automatikbetrieb. Produkt anzeigen → Was auch immer den Schlamm sammelt, die nächste Kostenstelle kümmert sich darum. Primärschlamm wird normalerweise zur Eindickung gepumpt und anschließend mechanisch entwässert; dieser leicht verständliche Überblick über a Schneckenpresse zur Schlammentwässerung erklärt die Ausrüstung, die normalerweise folgt. Vorgeschaltete mechanische Siebe und Sandabscheidung bleiben der beste Schutz des Klärbeckens, da Lappen und abrasiver Sand die Abstreiferantriebe verschleißen.
Häufige Probleme mit Primärklärern und erste Antworten
Die meisten Beschwerden von Primärklärern gehen auf vier wiederkehrende Probleme zurück, und auf jedes dieser Probleme gibt es eine unkomplizierte erste Antwort, bevor jemand neue Ausrüstung bestellt.
Decke zu tief, Schlamm wird septisch
- Symptome: septische Gerüche, Gasblasen und an die Oberfläche aufsteigende Schlammklumpen.
- Korrekturen: Verschärfen Sie den Schlammpumpplan, überprüfen Sie das Abstreiferdrehmoment und den Klingenverschleiß und vergleichen Sie die Pumpen mit dem Solldurchfluss.
Ansammlung von Schaum und Fett
- Symptome: dicke Schaummatten, verschmutzte Wehre und schwimmende Feststoffe im Primärabwasser.
- Korrekturen: Lassen Sie den Skimmer planmäßig laufen, halten Sie das Schaumablenkblech unter Wasser und sauber und verfolgen Sie industrielle Einleitungen stromaufwärts auf Fette und Öle.
Kurzschluss
- Symptome: ungleichmäßige Deckentiefen, klare, sich schnell bewegende Kanäle in der Nähe des Einlasses und ungleichmäßige Abwasserqualität.
- Korrekturen: Überprüfen Sie das Einlassleitblech und den Zufuhrbrunnen, nivellieren Sie die Wehre und führen Sie einen Färbetest durch, um den tatsächlichen Fließweg zu bestätigen.
Verschmutzung des Wehrs und Verschleppung von Feststoffen
- Symptome: sichtbare Flocken, die über die Abwasserrinnen wandern, und TSS-Aufstieg im Primärabwasser.
- Korrekturen: Reinigen Sie die Wehre und Rinnen und vergleichen Sie dann die tatsächliche Oberflächenüberlaufrate mit dem Designwert, bevor Sie den Mechanismus dafür verantwortlich machen.
