Kompressor für die Kläranlage: Funktionsprinzip, Auswahl + Betriebsregeln

Wenn Sie zwischen einer selbstgebauten autonomen Kanalisation und einer teuren lokalen Kläranlage wählen, stellen Sie sich vielleicht die Frage: Ist ein Kompressor für die Klärgrube wirklich notwendig?

Dieses Gerät wird in vielen industriellen Modellen von Kläranlagen verwendet, aber in einfachen Kanalisationsanlagen werden sie nicht so oft eingesetzt. In diesem Artikel haben wir versucht, die Informationen über die Konstruktion und die Funktionsweise des Kompressors für die Klärgrube so verständlich wie möglich darzustellen.

Besonderheiten der Funktionsweise selbstgebauter Klärgruben

An der Verarbeitung von Abwässern, die von lokalen Kläranlagen durchgeführt wird, sind zwei Arten von Bakterien beteiligt: aerobe und anaerobe.

Die erste Art kann nur in einer mit Sauerstoff angereicherten Umgebung leben und wirken, während die zweite Art hervorragend in einem sauerstofffreien Raum existiert und ihre Lebensfunktionen erfüllt.

Gereinigte Abwässer aus der Absetzgrube, an deren Arbeit Anaerobier beteiligt sind, werden zur Nachreinigung auf ein Filterfeld geleitet. Das Vorhandensein eines Kompressors in biologischen Behandlungsanlagen ermöglicht den Verzicht auf eine solche zusätzliche Filterung, da Aerobier das Abwasser zu 95 % reinigen.

Um den Boden vor einer Kontamination durch unverarbeitete Abwässer zu schützen, werden die Kammern der Klärgrube abdichtend ausgeführt. Ihre Wände verhindern nicht nur das Eindringen von Bakterien und Verunreinigungen in den Boden, sondern unterbinden auch den Zutritt von Sauerstoff in das System.

Unter solchen Bedingungen können nur Anaerobier überleben, während Aerobier mit der Zufuhr des lebensnotwendigen Gases versorgt werden müssen.

Eine Absetzgrube für den Bedarf einer kleinen Familie besteht aus zwei oder drei Kammern. In der ersten Kammer erfolgt die Absetzung der Abwässer, ihre Vergärung unter Einwirkung von Anaerobiern und die mechanische Filterung der abgesetzten Masse.

In den folgenden Kammern wiederholt sich der Vorgang, aber das Ergebnis der mehrstufigen Trennung erreicht in seltenen Fällen 65 – 70 %. Daher wird das Kanalsystem mit Absetzbecken durch Geräte zur Bodenreinigung ergänzt – Infiltratoren, Versickerungsschächte, Filterfelder.

Um den Verarbeitungsgrad zu erhöhen und die Möglichkeit der freien Einleitung von Wasser aus der Klärgrube in das Gelände zu gewährleisten, sind anaerobe Mikroorganismen und ihre Fähigkeit, organische Stoffe zu verdauen, erforderlich, wodurch das Abwasser zu 95-97 % gereinigt wird. Aerobe Organismen benötigen eine regelmäßige Zufuhr von O₂. Weitere Informationen über Bakterien für Klärgruben finden Sie hier.

Bei Klärgrubenanlagen, in deren Betrieb Aeroben eingesetzt werden, ist der Reinigungsgrad extrem hoch, insbesondere im Vergleich zu Klärgruben, die nach dem Prinzip von Absetzbecken und anaerober Vergärung arbeiten.

Wozu wird ein Kompressor benötigt?

Dieses Gerät ist erforderlich, um einen Strom von Druckluft zu erzeugen und in die gewünschte Richtung zu bewegen. Kompressoren werden in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt, aber speziell in der Klärgrube sind sie notwendig, um die Abwässer, die eine Oxidation und Vergärung mit Hilfe von Anaeroben durchlaufen haben, mit Sauerstoff zu sättigen.

Wie bereits erwähnt, ist die autonome Kanalisation – eine dichte Vorrichtung. Natürlicherweise gelangt der in der Luft enthaltene Sauerstoff hier kaum hinein.

Das Vorhandensein eines Kompressors in der Klärgrube beseitigt das Problem des fehlenden O₂. Die Sauerstoffversorgung ermöglicht es, aerobe Mikroorganismen in den Verarbeitungsprozess des Abwassers einzubeziehen. Der Grad der Reinigung, Aufhellung und Desinfektion des Abwassers steigt dabei erheblich an.

Das resultierende Wasser kann nicht einfach im Boden entsorgt werden, sondern auch zur Bewässerung oder für andere technische Zwecke verwendet werden, obwohl es zum Kochen natürlich nicht geeignet ist. Wenn in einer selbstgebauten Klärgrube ein Kompressor installiert und ein Fach zur Aufbewahrung des gereinigten Wassers eingerichtet wurde, sollte man die Qualität dieser Flüssigkeit vor der Verwendung besser in einem Labor überprüfen.

Bei einem hohen Reinigungsgrad kann nicht nur das Wasser, sondern auch der in der Klärgrube angesammelte Belebtschlamm im Haushalt verwendet werden. Dieser Stoff ist ein guter Dünger. Selbst gebaute Kanalisationskonstruktionen können nicht den gleichen Reinheitsgrad garantieren wie zertifizierte Modelle aus industrieller Fertigung.

Bei Verwendung eines Kompressors in Kläranlagen steigen der Reinigungsgrad und die Klärung des Abwassers erheblich. Dadurch wird es möglich, das Wasser im Boden zu entsorgen oder auf offenes Gelände abzuleiten.

Die Infektionsgefahr ist gering, aber es ist besser, Vorsicht walten zu lassen. Neben der Sauerstoffzufuhr erfüllt der Kompressor noch eine weitere nützliche Funktion. Der Druckluftstrom gelangt so in das Abwasser, dass er eine aktive mechanische Einwirkung ausübt.

Infolgedessen werden die Abflüsse durchmischt, was zur Zerkleinerung fester Bestandteile führt und deren Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht.

Somit erhöht das Vorhandensein eines Kompressors im Klärbecken dessen Effizienz und den Reinigungsgrad des Abwassers. Dabei muss jedoch die Notwendigkeit einer Stromversorgung zum Klärbecken berücksichtigt werden. Dadurch geht der Hauptvorteil selbstgebauter Klärbecken verloren – die Energieunabhängigkeit.

Aber Probleme aufgrund von Stromausfällen werden kaum auftreten, insbesondere wenn solche Situationen selten vorkommen. Wenn der Kompressor für eine Weile ausgeschaltet ist, funktioniert die Kanalisation wie zuvor, eine Überfüllung des Geräts droht in der Regel nicht. Allerdings sollte bei längeren Stromausfällen der Abwasserstand in der Kläranlage kontrolliert werden.

Vorgehensweise bei der Installation des Geräts

Die Klärgrube mit einem Kompressor nachzurüsten ist nicht schwierig, aber man muss sich trotzdem etwas Mühe geben. Wenn es sich um eine zweikammerige Klärgrube handelt, ist es besser, eine dritte Kammer hinzuzufügen, die für die Belüftung des Abwassers vorgesehen ist und als Belebungsbecken bezeichnet wird. Hier wird die Sättigung des Abwassers mit Luft und die Reinigung mit Hilfe von aeroben Mikroorganismen durchgeführt.

Dazu müssen alle Schritte zur Errichtung einer Klärgrube durchlaufen werden: Eine Baugrube ausheben, darin einen dichten Behälter aus Kunststoff, Beton oder einem anderen geeigneten Material installieren, diesen an das aus dem Haus führende Abwasserrohr anschließen, durch einen Überlauf mit anderen Kammern der Klärgrube verbinden, einen Deckel anbringen usw.

In industriell gefertigten Kläranlagen ist für den Einbau des Kompressors ein separater geschützter Raum vorgesehen, damit das Gerät nicht mit dem Inhalt der Kanalisation in Kontakt kommt.

Es ist besser, den Kompressor im oberen Teil des Behälters zu montieren und nicht außen, damit das Gerät zuverlässig vor Witterungseinflüssen geschützt ist. Dazu wird innen, nahe am Deckel, ein spezielles Regal angebracht, auf das später der Kompressor gestellt wird.

Noch zuverlässiger wäre es, eine besser isolierte Abteilung zu schaffen, um das Gerät vor versehentlicher Nässe und anderen Beschädigungen zu schützen.

Um den Kompressor in einem selbstgebauten Sepiktank zu verwenden, muss ein zusätzliches Fach – ein Belebungsbecken – geschaffen werden, in das O₂ eingeleitet wird. Dabei können Betonringe oder andere geeignete Materialien verwendet werden, die Innenwände sollten jedoch mit Kalk oder Lehm abgedichtet werden.

Im Deckel muss eine Öffnung für das Stromkabel des Kompressors vorgesehen werden. Außerdem wird eine weitere Öffnung benötigt, durch die dem Kompressor Luft zugeführt wird.

Im Inneren des Belebungsbeckens muss ein Kunststoffrohr installiert werden. Sein unteres Ende muss dicht verschlossen sein, und die Rohrwand sollte mit Perforationen versehen werden. In der Regel genügen etwa dreihundert oder etwas weniger Löcher.

Dies lässt sich am besten mit einer Bohrmaschine und einem Zwei-Millimeter-Bohrer durchführen. Durch diese Löcher gelangt Druckluft in das Abwasser, reichert es mit Sauerstoff an und zerkleinert grobe Feststoffe. Die Löcher sollten in etwa gleichen Abständen angebracht werden, damit die Luft gleichmäßig verteilt wird. Das obere Ende des Rohrs wird mit einem Schlauch an den Kompressor angeschlossen.

Der Belüfter für den Kompressor wird aus einem gewöhnlichen Kunststoffrohr mit dicht verschlossenem Ende und gleichmäßiger Perforation auf der Oberfläche hergestellt.

Wenn alle Elemente vorbereitet sind, sollten die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1. Den Belüfter in das Belebungsbecken absenken.
2. Den Kompressor an seinem vorgesehenen Platz installieren.
3. Den Belüfter mit einem Schlauch an die Ausgangsöffnung des Kompressors anschließen.
4. Das Gerät an die Stromversorgung anschließen.
5. Den Kompressor einschalten.
6. Den Deckel des Sepiktanks schließen.

Nun bleibt nur noch, das Gerät regelmäßig zu überprüfen und etwa zweimal im Jahr den Luftfilter zu reinigen. Diese Operation ist nicht schwierig. Die Position des Filters ist im Schaltplan des Geräts in der Anleitung des Herstellers angegeben.

Die Schutzkappe muss abgeschraubt werden; in der Regel wird sie durch Befestigungsschrauben gehalten. Dann sollte der Filter vorsichtig herausgezogen, gewaschen und getrocknet werden. Danach wird die Kartusche wieder an ihren Platz gesetzt und die Abdeckung geschlossen.

Bei der Winterstilllegung des Sepiktanks sollte der Kompressor vom Belüfter und von der Stromversorgung getrennt und in einem beheizten Raum gelagert werden.

Wenn bei der Inspektion des Sepiktanks festgestellt wird, dass der laufende Kompressor lauter als gewöhnlich ist oder Fremdgeräusche auftreten, ist dies ein Grund zur Besorgnis. Wenn alles so bleibt, wie es ist, wird der Kompressor bald kaputtgehen.

Manchmal hilft eine standardmäßige Reinigung des Luftfilters. Wenn das Geräusch jedoch nicht nachlässt, sollte ein Fachmann zur Diagnose des Problems hinzugezogen werden oder das Gerät im Rahmen der Garantie reklamiert werden.

Wenn sich die Klärgrube in einem Wochenendhaus oder einem Landhaus befindet, in dem die Kanalisation nicht das ganze Jahr über genutzt wird, muss eine Winterfestmachung der Klärgrube durchgeführt werden, mit obligatorischer Abschaltung und Entnahme des Kompressors.

Wie wählen Sie das passende Modell aus?

Anforderungen an einen Kompressor, der in einer Klärgrube arbeiten soll, sind nicht allzu hoch. Die Qualität der Ausgangsluft kann nahezu beliebig sein, Hauptsache, sie enthält den für Bakterien notwendigen Sauerstoff. Daher können teure Modelle mit Filtern und komplexer Automatik sogar außer Acht gelassen werden.

Schraubenkompressoren können zur Verbesserung der Arbeit der Klärgrube eingesetzt werden; es sind zuverlässige und leistungsstarke Modelle, die sich jedoch durch einen recht hohen Preis auszeichnen.

Angesichts der Bedingungen, unter denen der Kompressor arbeiten muss, werden hohe Anforderungen an folgende Eigenschaften gestellt:

• Zuverlässigkeit;
• Fähigkeit, negative äußere Einflüsse zu ertragen;
• Korrosionsbeständigkeit;
• einfache Bedienung;
• angemessener Preis;
• Reparaturfreundlichkeit;
• geringe Geräuschentwicklung usw.

Darüber hinaus sind die Leistung des Kompressors, die Besonderheiten seiner Konstruktion und Funktionsweise sowie der Ausgangsdruck oder das Verdichtungsverhältnis zu berücksichtigen.

Der vom Kompressor zum Belüfter strömende Luftstrom erfährt einen Widerstand durch die Wassersäule im Inneren.

Modelle von Membrankompressoren für Klärgruben unterscheiden sich in Leistung, Geräuschentwicklung, Gewicht und Preis. Die Leistung des Geräts wird je nach Volumen der Klärgrube gewählt.

Ist das Verdichtungsverhältnis niedrig, kann die Luft den Wasserwiderstand nicht überwinden, d.h. das Abwasser wird entweder gar nicht oder nur unzureichend belüftet.

Je tiefer die Klärgrube ist, desto größeren Widerstand muss der Kompressor überwinden. Der Widerstand lässt sich einfach berechnen: Für jeden Meter Tiefe des Behälters ist ein Ausgangsdruck von einer Atmosphäre erforderlich.

Die Tiefe der Klärgrube beträgt selten mehr als zwei Meter, daher kann man getrost einen Kompressor mit einem Verdichtungsverhältnis von etwa zwei Atmosphären wählen. Die Leistung des Kompressors – ist ein Indikator, der widerspiegelt, wie viel Luft das Gerät pro Zeiteinheit bewegen kann.

Je höher dieser Wert ist, desto leistungsstärker ist der Motor des Geräts und desto mehr Strom verbraucht er.

Obwohl der Stromverbrauch solcher Geräte in der Regel relativ gering ist. Noch hat sich niemand an der Wartung der Klärgrube ruiniert. Ein Kompressor mit niedriger Leistung ist für die Klärgrube ungeeignet. Wenn die Luftdurchflussgeschwindigkeit gering ist, wird das Abwasser nicht ausreichend mit Sauerstoff angereichert.

Infolgedessen wird das Milieu in der Klärgrube für aerobe Bakterien ungeeignet; die Mikroorganismen können die Abfälle nicht verarbeiten und sterben mit der Zeit ab. Man sollte keinen Kompressor mit übermäßig hoher Leistung nehmen. Solche Geräte sind nicht nur teurer, sondern können auch den Betrieb der Kläranlage erschweren.

Wenn Sie die Luft zu schnell in einen geschlossenen Belebungsbecken pumpen, entsteht im Inneren ein Überdruck. Eine solche Umgebung kann auch für aerobe Bakterien schädlich sein. Wenn Sie dennoch einen leistungsstarken Kompressor verwenden müssen, sollten Sie ihn nur für kurze Zeiträume nutzen, indem Sie ihn ständig ein- und ausschalten.

Dies führt zu einem erhöhten Risiko eines Geräteausfalls und ist einfach unbequem. Sie können einen leistungsstarken Kompressor nur als vorübergehende Lösung verwenden; er muss später unbedingt durch ein geeigneteres Gerät ersetzt werden. Um die Leistung des Kompressors zu bestimmen, müssen Sie das Volumen des Belebungsbeckens berücksichtigen.

Sie können sich an den folgenden Werten orientieren:

• Für ein Belebungsbecken mit 2-3 m³ benötigen Sie einen Kompressor mit einer Leistung von 60 L/min oder weniger;
• Für ein Belebungsbecken mit 4-5 m³ benötigen Sie einen Kompressor mit einer Leistung von 80 L/min;
• Für ein Belebungsbecken mit 6 m³ oder mehr benötigen Sie einen Kompressor mit einer Leistung von mindestens 120 L/min.

Wenn der Kompressor richtig ausgewählt ist, müssen Sie ihn über längere Zeit einschalten. Vor dem Kauf sollten Sie sicherstellen, dass das ausgewählte Modell für eine solche Betriebsart ausgelegt ist. Je nach Funktionsprinzip unterscheidet man Kolben-, Zentrifugal-, Membran- und Schraubenkompressoren.

Kolbenkompressoren bewegen die Luft mit Hilfe eines sich im Gehäuse bewegenden Kolbens. Es ist ein einfaches Gerät, das nicht zu hohe Anforderungen an die Betriebsbedingungen stellt. Kolbenkompressoren überhitzen jedoch schnell, haben einen geringen Wirkungsgrad und sind zu laut. Sie sind nicht die beste Wahl für ein Belebungsbecken.

Zentrifugalkompressoren zeigen hervorragende Eigenschaften und wären durchaus für autonome Abwassersysteme geeignet, wenn sie nicht so groß wären. Kompakte Geräte dieses Typs sind selten und teuer, daher wird diese Option fast nie in Betracht gezogen. Schraubenkompressoren eignen sich für solche Zwecke viel besser.

Das Arbeitselement besteht hier – aus zwei schraubenförmigen Rotoren, die die Luftströme innerhalb einer speziellen Kammer effektiv bewegen. Sie zeichnen sich durch einen hohen Verdichtungsgrad und einen hervorragenden Wirkungsgrad aus. Sie sind zuverlässig und wirtschaftlich und können rund um die Uhr arbeiten. Trotz aller Vorteile haben Schraubenkompressoren jedoch einen hohen Preis.

Bei Membrankompressoren bewegt eine Membran oder ein Diaphragma die Luft, das von einem Elektromagneten gesteuert wird. Dies ist eine weitere ausgezeichnete Option für das Belebungsbecken. Das Gerät kostet weniger als Schraubenkompressoren. Der Verdichtungsgrad ist gering, aber er deckt die Anforderungen des Belebungsbeckens vollständig ab.

Diese Kompressoren sind einfach zu bedienen, widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse, haben eine geeignete Leistung und kompakte Abmessungen. Für selbstgebaute Belebungsbecken werden meistens Membrankompressoren gewählt.

Als die beliebtesten auf dem Markt gelten die in Japan hergestellten Kompressoren Hiblow. Sie werden häufig in lokalen industriellen Kläranlagen eingesetzt und eignen sich für selbstgebaute Belebungsbecken.

Diese Geräte zeichnen sich durch erhöhte Zuverlässigkeit aus. Ihre Leistung kann bis zu 200 l/min erreichen, es gibt aber auch weniger leistungsstarke Modelle, die für normale Klärgruben geeignet sind.

Thomas-Kompressoren aus Deutschland sind traditionell zuverlässig und langlebig. Zu ihren Vorteilen gehören ein erhöhter Grad an Wasserdichtigkeit sowie ein geringerer Stromverbrauch. Zu den günstigeren Optionen zählen die in Korea hergestellten AirMas-Produkte. In puncto Qualität stehen sie teureren Pendants in nichts nach, und die Hersteller von Kläranlagen statten ihre Geräte gerne mit ihnen aus.

Häufige Störungen und Reparatur

Eine Vielzahl von Ursachen kann zu einem Kompressorschaden führen:

• Häufige und plötzliche Spannungsschwankungen im Stromnetz.
• Überlauf oder Überflutung der Klärgrube.
• Natürlicher Verschleiß einzelner Bauteile.

Nicht selten werden die Geräte durch mechanische Beschädigungen unbrauchbar: unsachgemäße Entnahme aus der Klärgrube vor der Winterstilllegung, Stürze usw.

Die Ursache für einen Kompressorschaden kann das Überfahren des Klärgrubendeckels durch schwere Baufahrzeuge sein. In einem solchen Fall können das Gehäuse des Geräts sowie andere Elemente der Kläranlage beschädigt werden.

Die negativen Auswirkungen von Spannungsschwankungen im Stromnetz zu beseitigen, ist relativ einfach. Hierfür genügt die Installation eines Spannungsstabilisators.

Besitzer von Membrankompressoren müssen etwa alle fünf Jahre die Membran ersetzen, die durch natürlichen Verschleiß ausfällt.

Eine solche Reparatur kann durchaus selbst durchgeführt werden, indem Sie die folgenden Schritte ausführen:

1. Trennen Sie den Kompressor von der Stromversorgung und vom Belüfter.
2. Schrauben Sie die Befestigungsschrauben heraus und entfernen Sie die Gehäuseabdeckung des Geräts.
3. Entfernen Sie die Schallschutzhaube.
4. Entfernen Sie die Elemente, die den Zugang zur Membran blockieren.
5. Schrauben Sie die Befestigung ab, die die Membranabdeckung hält.
6. Entfernen Sie die Abdeckung.
7. Schrauben Sie die zentrale Mutter ab.
8. Nehmen Sie den Membranblock heraus und zerlegen Sie ihn.
9. Ersetzen Sie die abgenutzten Membranen durch neue Elemente.
10. Setzen Sie den Membranblock wieder zusammen und installieren Sie ihn an seinem ursprünglichen Platz.
11. Bauen Sie den Kompressor in umgekehrter Reihenfolge wieder zusammen.

Ausführliche Reparaturhinweise und die Beschreibung von Besonderheiten finden Sie in der Anleitung und im technischen Datenblatt des Produkts. Für viele Modelle werden spezielle Reparatursätze mit einem Satz neuer Membranen angeboten. An Werkzeug zur Membranersetzung reicht in der Regel ein normaler oder Kreuzschlitzschraubendreher aus.

Um die Membran im Kompressor zu ersetzen, muss das Gehäuse des Geräts zerlegt, die alten Membranen entnommen und durch neue ersetzt und anschließend wieder zusammengebaut werden.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Eine Übersicht über eines der Modelle des Kompressors Hiblow finden Sie hier:

In diesem Video wird ein Erfahrungsbericht zum Vergleich verschiedener Kompressormodelle vorgestellt:

Wie Sie selbstständig die Membran im Hiblow-Kompressor ersetzen:

Ein Kompressor ist eine hervorragende Möglichkeit, eine gewöhnliche zwei- oder dreikammerige Klärgrube zu modernisieren. Ein richtig ausgewähltes Modell kann die Funktion der autonomen Kanalisation erheblich verbessern und die Reinigungsqualität des Abwassers erhöhen. Allerdings ist zu beachten, dass die zusätzlichen Arbeiten zur Schaffung eines Belebungsbeckens viel Zeit und Mühe kosten können.

Nach dem Lesen des Materials haben Sie Fragen zur Auswahl oder Reparatur eines Kompressors für die Klärgrube? Bitte schreiben Sie diese in die Kommentare zu diesem Artikel, und wir werden versuchen, sie schnell zu beantworten.