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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zeitweisen Unterbrechung des Abflusses von Nachklärbecken von Abwasserreinigungsanlagen, insbesondere von biologischen Abwasserreinigungsanlagen.
Üblicherweise erfolgt in den Nachklarbecken derartiger Abwasserreinigungsanlagen das Absetzen des sich am Boden sammelnden Klärschlammes mittels Sedimentation. Der abgesetzte Schlamm wird zumeist regelmässig in das Belebtschlammbecken rückgefördert, während das sich im Oberflächenbereich des Nachklärbeckens ansammelnde Klarwasser kontinuierlich abgezogen wird
Durch verschiedene restliche Reaktionen im absinkenden Klärschlamm kommt es im Nachklarbecken immer wieder dazu, dass Schlammteilchen durch anhaftende Gasblasen (zumeist Stickstoff, da noch eine restliche Denitrifikation stattfindet) aufsteigen und an der freien Oberfläche eine Schwimmschlammschicht bilden, die den Abzug des Klarwassers direkt von der Oberfläche unmöglich macht,
sodass das Klarwasser von einem Bereich knapp unterhalb der freien Oberfläche abgezogen werden muss.
Bei grossen Kläranlagen wird die genannte Schwimmschlammschicht durch umlaufende oder hin-und hergehende Absaugeinrichtungen, Oberfiächenräumeroder auch durch Skimmerrinnen, in die der oberste Bereich der Wasserschichte, der die Schwimmschlammschicht enthält, überfliesst, entfernt. Bel kleineren Abwasserreinigungsanlagen begnügt man sich damit, von Zeit zu Zeit, üblicherweise täglich oder nur ein-oder zweimal in der Woche, diese Schichte manuell zu entfernen.
Um nicht durch die Ausbildung von Turbulenzen doch Schlammteilchen auszubnngen, ist es fast immer notwendig, mehrere Abzugsöffnungen vorzusehen, die In eine gemeinsame Abzugsleitung münden, sodass das Einströmen vom Becken in jede einzelne Abzugsoffnung mit geringer Geschwindigkeit erfolgt Dies bnngt es mit sich, dass Abzugsöffnungen oft auch im Beckeninneren vorgesehen werden, beispielsweise durch waagrecht knapp unter der freien Wasseroberfläche angeordnete Rohre.
Es stellt nun In Anbetracht der Tatsache, dass der Klarwasserabzug nicht einfach von der Oberflache erfolgen soll, sodass ein normales Uberlaufwehr nur als zusätzliche Noteinrichtung vorgesehen werden kann, die Regelung der Ablaufmenge ein gewisses Problem dar, da zur Justierung von Schiebern oder Ventilen Fremdenergie notwendig ist, bei deren Ausfall keinerlei Regelung mehr möglich ist und in vielen Fällen das angesteuerte Stellorgan entweder voll öffnet oder voll schliesst, was beides unerwunscht ist Dazu kommt noch, dass all diese Stellglieder teuer in der Anschaffung und aufwendig im Unterhalt sind und auch entsprechender Wartung und Kontrolle bedürfen.
Erfindungsgemass ist zur Vermeidung dieser Nachteile vorgesehen, dass zwischen der Klarwasserabzugseinnchtung und dem Abfluss aus dem Nachklärbecken in der Abflussleitung zumindest ein flexibler Abschnitt vorhanden ist und dass mittels zumindest eines flutbaren Schwimmers ein Bereich des flexiblen Abschnittes uber die freie Oberfläche im Nachklärbecken angehoben ist
Es wird bei dieser Art der Abflussregelung der freie Querschnitt und die Querschnittsform der Klarwasserleitung praktisch nicht verändert Das Heben bzw Senken erfolgt bevorzugt mit Druckluft Diese steht bei jeder Abwasserreinigungsanlage in ausreichendem Ausmass zur Verfügung und ist kein korrosives Medium, wie es das auch geklarte Abwasser darstellt Zur Regelung und Steuerung ist (sind) nur ein bzw zwei Druckluftventil (e) zu betätigen,
was deutlich weniger Fremdenergie benötigt als die vorbekannten Vorrichtungen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwimmer entlang einer Führung beweglich ist Auf diese Weise wird seine Lage auf der Wasseroberflache fixiert, ohne dass seine vertikale Beweglichkeit behindert wäre
In einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass ein Anschlag die unterste Lage des Schwimmers bzw des Bereiches des flexiblen Abschnittes bestimmt Damit kann sichergestellt werden, dass auch bei volligem Ausbleiben des Zuflusses und der Regelung ein vorgegebenes Volumen im Becken verbleibt
In einer Variante erfolgt das Fluten bzw. Lufteinbringen des Schwimmers stufenlos. Damit ist eine gewisse Regelbarkeit des Ablaufes möglich ist, die wiederum ein gezieltes Erreichen eines "Stauzieles" Im Becken erlaubt.
Die Erfindung erlaubt es, auch bei einer automatischen Regelung der Vorrichtung ohne zusatzliche Fremdenergie (Druckluft ist ja in Kläranlagen stets verfügbar) auszukommen, indem dem flutbaren Schwimmer über einen Steuerschwimmer und einen Hebelmechanismus in der flexiblen
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Leitung Druckluft zugeführt oder Luft abgelassen wird. Es funktioniert sodann die erfindungsgemä- sse Vorrichtung, solange nur genügend Druckluftvorrat vorhanden ist.
Einen vollkommen anderer Zweck kann das beschriebene System bei sogenannten Aufstauanlagen nach dem Belebtschlammverfahren erfüllen. Bei Aufstauanlagen werden die Aufgaben von Belebung und Nachklärung in zeitlicher Abfolge innerhalb eines Zyklus erfüllt. Das heisst : Auf die Belüftungs und Umwälzphase folgt die Sedimentation (Belüftung und Umwälzung abgestellt). In der anschliessenden Abzugsphase wird gereinigtes Wasser oberflächennah abgezogen. Ein Ablauf aus der Anlage erfolgt nur während der Abzugsphase.
Die Ablaufregelung kann durch das gegenständliche Verfahren gesteuert bzw. betrieben werden, indem während der Belüftungs- und Absetzphase die Ablaufkonstruktion in gehobener Stellung verbleibt (drucklufterzwungener Auftrieb, kein Abfluss). In der Folge wird während der Ablassphase die Konstruktion abgesenkt und eine entsprechende Menge gereinigten Wassers aus der Anlage abgezogen.
Es sind aber auch weitere Anwendungen denkbar, bei denen die zeitweise Unterbindung des Ablaufes einer Nachklärvorrichtung erwünscht ist : Beispielsweise kann die erfindungsgemässe Abflussregelungsvorrichtung auch bei einem Verfahren zur Beseitigung von an der Wasseroberfläche schwimmenden Verunreinigungen verwendet werden.
Dabei wird zuerst der Schwimmkörper in die Schwimmlage gebracht, somit der Abfluss aus dem Nachklärbecken unterbrochen, dann wird die Schwimmschlammschicht durch Einblasen von Druckluft knapp unter die Wasseroberfläche zerschlagen bzw. werden von den schwimmenden Schlammteilchen die anhaftenden Gasbläschen entfernt, sodass sie zusammenklumpen und absinken und nachdem dieser abgesenkte Zustand erreicht und die Schichte, aus der das Klarwasser abgezogen wird, wieder klar ist, wird der Schwimmer in der flexiblen Abflussleitung wieder geflutet, wodurch nach kurzer Zeit die Regelhöhe im Nachklärbecken wieder erreicht ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Fig. 1 einen Abschnitt einer erfindungsgemäss ausgebildeten Abflussleitung in seitlicher Ansicht und die Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Fig. 1.
Aus Fig. 1 ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung rein schematisch in seitlicher Ansicht dargestellt. Ein zumindest abschnittweise flexibler Schlauch 1 verläuft von einer nicht dargestellten Klarwasserabzugsvorrichtung knapp unter der Wasseroberfläche 2 eines Nachklärbeckens 3 zu einem Auslass 4. In einem Bereich, in dem der Schlauch 1 zufolge seiner Flexibilität vertikal beweglich ist, ist er mit zwei Schwimmern 5 verbunden, die im gefluteten Zustand (strichliert eingezeichnet) den Schlauch im wesentlichen horizontal unter der Wasseroberfläche 2 verlaufen lassen. In dieser Position fliesst Klarwasser durch den Schlauch 1 zum Auslass 4 in einer Beckenwand 7.
Wenn in die Schwimmer 5 Luft über eine Zufuhrleitung 9 (Fig. 2) eingeblasen wird und das in ihnen enthaltene Wasser verdrängt, so heben sich die Schwimmer 5 und mit ihnen der entsprechende Bereich 6 des Schlauches 1 (durchgezogene Linien) über die Wasseroberfläche 2, der Durchfluss ist gesperrt.
Wenn der Durchfluss wieder geöffnet werden soll, so Ist es nur notwendig, die Zufuhrleitung 9 mittels eines Ventils (nicht dargestellt) mit der Umgebung zu verbinden, worauf die Luft durch das Wasser des Nachklärbeckens ausgetrieben wird und die Schwimmer 5 samt dem Bereich 6 in die Durchflussposition kommen. Es ist selbstverständlich möglich, durch einen Anschlag 10 (gegebenenfalls auf einer Führung 8 der Schwimmer 5 angeordnet) ein zu tiefes Absinken des Wasserspiegels 2 zu verhindern. Es ist weiters möglich, durch teilweises Fluten der Schwimmer 5 den Durchfluss durch den Schlauch 1 zumindest grob zu regeln.
Der Schlauch und alle anderen Bauteile der erfindungsgemässen Vorrichtung können aus den Materialien hergestellt werden, die im Kläranlagenbau üblicherweise verwendet werden. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So können die Schwimmer 5 anders ausgebildet sein, es kann der Abfluss 4 an anderer Stelle angeordnet sein, es müssen keine Führungen 8 für die Schwimmer 5 vorhanden sein, wenn die Vorrichtung insgesamt stabil genug ist, es kann die Zufuhrleitung 9 für die Druckluft anders ausgebildet sein, und es kann statt der erwähnten Ventile eine mechanische Regelvorrichtung nach Art einer Toilettenspülkastenregelung vorgesehen sein