DE2834770A1 - Vorrichtung zum sammeln und verteilen von wasser und deren verwendung - Google Patents
Vorrichtung zum sammeln und verteilen von wasser und deren verwendungInfo
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Description
Vorrichtung zum Sammeln und Verteilen von Wasser und
deren Verwendung
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Wassersammel- und -Verteilerapparatur die in einem unteren Teil eines mit
hoher Geschwindigkeit arbeitenden Filterbeckens angeordnet ist.
Fig. 1 der beigefügten Zeichnung zeigt eine herkömmliche Apparatur
zum Sammeln und Verteilen von Wasser, die in einem unteren Teil eines mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Filterbeckens
angeordnet ist. Der untere Teil der Apparatur zum Sammeln und Verteilen von Wasser wird von einem Filtermedium oder einer
Filterschicht 2, einer Kiesschicht 3 und Hohlblöcken 4 gebildet, welche letztere unter diesen Schichten 2 und 3 angeordnet
sind. Jeder Block 4 hat eine Reihe von Löchern in seiner oberen Wand. Das Bezugszeichen 5 bedeutet einen Sammelraum zum Auffangen
von Filtrat oder geklärtem Wasser, das Bezugszeichen 6 bedeutet eine Leitung zurVerteilung von Rückwaschwasser zum
Wegwaschen von suspendierten Substanzen, kolloidalen Substanzen und Feststoffen, die an dem Filtermedium 2 anhaften, und das
Bezugszeichen 7 bedeutet einen Trog zur Zufuhr von Rohwasser, das suspendierte Substanzen, kolloidale Substanzen und Feststoffe
enthält, die durch Filtration zu entfernen sind. In dieser herkömmlichen Wassersammei- und -Verteilerapparatur für
ein Filterbecken geht Rohwasser oder Schmutzwasser, das dem Filterbecken zugeführt wird, durch das Filtermedium 2 und die
Kiesschicht 3 hindurch, suspendierte Substanzen, kolloidale
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Substanzen und Feststoffe, die in dem Rohwasser oder Schmutzwasser
enthalten sind, haften an dem Filtermedium 2 an und werden so aus dem Wasser entfernt, und das Filtrat wird von
Löchern, die in den oberen Wänden der Blöcke 4 ausgebildet sind, durch das Innere der Blöcke 4 hindurch aufgefangen, zu
der Außenseite des Beckens hin ausgetragen und einer geeigneten Verwendung zugeführt. Wenn die Filtration kontinuierlich während
einer bestimmten Zeitdauer durchgeführt wird, werden Feststoffe und andere Substanzen in dem Filtermedium 2 abgelagert
und angesammelt und vermindern die Filtrationskapazität. Um die ursprüngliche Filtrationswirksamkeit wieder herzustellen,
wird das Filtermedium 2 gewaschen, indem Wasser aus der Wasserverteilerröhre 6 zu der Kiesschicht 3 und dem Filtermedium
hin durch das Innere und die Löcher in der oberen Wand der Blöcke 4 hindurch in einer umgekehrten Richtung zu der Wasserströmungsrichtung
im Filtrationsbetrieb geschickt wird. Mit der betrachteten herkömmlichen Apparatur ist es sicherlich
durchführbar, das geklärte Wasser oder Filtrat aufzufangen und Waschwasser für die Reinigung des Filtermediums zu verteilen.
Es ist aber undurchführbar, bei der Reinigung des Filtermediums Luft von der Innenseite des Blockes 4 durch öffnungen in der
oberen Wand desselben und in das Filtermedium zu schicken und so die auf dem Filtermedium anhaftenden oder angesammelten
Feststoffe oder dgl. mit Blasen der Luft nach oben schwimmen zu lassen oder in Berührung mit der Luft einer Oxidation zu
unterziehen. Um eine solche Reinigung mit Luft durchzuführen, ist es unvermeidbar, eine Luftzufuhrleitung vorzusehen und demnach
die Kosten der Konstruktion der Apparatur zu erhöhen. Wenn
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Luftleitungen unter Verwendung eines metallischen Materials ausgebildet werden, werden sie korrodiert, oder es bildet
sich massiver Rost, und daher werden die Leitungen leicht zerstört oder verstopft. Wenn Luftleitungen unter Verwendung eines
Betonmaterials oder dgl. gebildet werden, werden sie leicht brüchig oder abgenutzt. Wenn demnach Luftleitungen aus einem
metallischen Material oder aus Beton getrennt angeordnet werden, ist es schwierig, die Wassersammei- und -Verteilerapparatur
während langer Zeit stabil zu betreiben.
Mit der Wassersammei- und -Verteilerapparatur nach der Erfindung, die in einem unteren Abschnitt eines Filterbeckens angeordnet
ist, kann nicht nur filtriertes Wasser oder Filtrat gesammelt und Rohwasser oder Rückwaschwasser verteilt, sondern
auch Reinigungsluft dispergiert oder fein verteilt werden. Um
dies zu erreichen, sind Strömungsdurchgänge für Wasser und Luft und eine Wasserdispergierkammer in Blöcken ausgebildet, die in
dem unteren Abschnitt des Filterbeckens angeordnet sind, und geeignete Löcher sind in der Trennwand zwischen dem Strömungsdurchgang und der Dispergierkammer und den oberen Wänden des
Strömungsdurchgangs und der Dispergierkammer in jedem Block ausgebildet. Außerdem ist der Strömungsdurchgang in jedem Block
so ausgebildet, daß er einen trapezoidförmigen Querschnitt besitzt.
Es ist somit ein Hauptziel der Erfindung, eine Wassersammel- und -Verteilerapparatur für ein Filterbecken zu bekommen, worin
man nicht nur Filtrat sammeln, zu filtrierendes Rohwasser und
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Rückwaschwasser verteilen, sondern auch Reinigungsluft dispergieren
kann.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Wassersaitimel- und
verteilerapparatur mit einer einfachen Struktur zu bekommen, worin der Betrieb sehr sicher und leicht durchgeführt werden
kann, während die Anlagen- und Betriebskosten vermindert werden.
Noch ein anderes Ziel der Erfindung ist es, die Höhe oder Dicke in der Wassersammei- und -verteilerapparatur zu vermindern.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Wassersammei- und -verteilerapparatur zu bekommen, worin ein Anhaften von Schleim
an Blöcken oder eine Korrosion von Blöcken verhindert wird, indem man ein antikorrosives Material, wie Porzellan oder Kunststoffe,
für die Bildung der Blöcke verwendet, die in dem unteren Teil eines Filterbeckens angeordnet sind.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Wassersammel-
und -verteilerapparatur zu erhalten, worin die Festigkeit der Blöcke erhöht wird, indem sie eine trapezoidförmige Querschnittsform erhalten, und in der die Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit
der Luft und/oder des Wassers, die durch Strömungsdurchgänge in den Blöcken gehen, erleichtert werden kann.
Diese und andere Ziele der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung deutlich.
In der Zeichnung bedeutet
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Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Darstellung, die eine herkömmliche Wassersammel-
und -Verteilerapparatur zeigt, welche in einem unteren Abschnitt eines Filterbeckens angeordnet ist,
Fig. 2 einen Längsschnitt, der eine Ausführungsform der Wassersammei- und -Verteilerapparatur nach der
Erfindung zur Anordnung in einem unteren Teil eines Filterbeckens zeigt,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung, die einen Block zeigt, der in der Apparatur nach der Erfindung
verwendbar ist,
Fig. 4 einen Längsschnitt, der den Zustand des Blockes zeigt, wenn das Reinigen mit Luft durchgeführt wird,
und
Fig. 5 einen Längsschnitt, der den Zustand des Blockes zeigt, wenn das Rückwaschen mit Wasser durchgeführt
wird.
In Fig. 2, die eine Ausführungsform der Apparatur nach der Erfindung erläutert, sind Blöcke 12 eines antikorrosiven Materials
(wie beispielsweise aus Porzellan oder Kunststoff) regelmäßig in einer Richtung im Bodenteil eines Filterbeckens
angeordnet und ausgerichtet, und eine Kiesschicht 11 ist über
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den Blöcken 12 und eine Schicht eines Filtermediums 10 aber
der Kiesschicht 11 angeordnet. Ein Wassersammeiraum 13 ist
vorgesehen, um darin Filtrat zu sammeln.
In Fig. 3 ist ein Strömungsdurchgang 14 für Luft und Wasser
in der Mitte des Inneren des Blockes 12 ausgebildet, und Wasserdispergierkammern
15 sind an beiden Seiten des Strömungsdurchgangs 14 ausgebildet. Verbindungslöcher 17 sind in der Trennwand
16 zwischen dem Strömungsdurchgang 14 und den Dispergierkammern 15 vorgesehen. Löcher 13 zum Ausdüsen von Luft und
Wasser sind an der oberen Wand des Strömungsdurchgangs 14 vorgesehen, und Löcher 19 zum Ausdüsen von Wasser alleine sind
in der oberen Wand der Dispergierkammer 15 ausgebildet. Die Strömungsdurchgänge 14 für Luft und Wasser in den betreffenden
Blöcken 12 sind so aneinander angefügt, daß sie eine Leitung im Endabschnitt oder Mittelabschnitt des Filterbeckens bilden,
und diese Leitung ist mit einer Lufteinführleitung bzw. einer Wassereinführleitung (nicht gezeigt) verbunden.
In der Wassersammei- und -Verteilerapparatur, die im allgemeinen
im unteren Abschnitt eines Filterbeckens anzuordnen ist, um ein wirksames Waschen zu bekommen, ist es unerläßlich, Rückwaschwasser
und Reinigungsluft auf dem gesamten Bodenteil des Filterbeckens zu dispergieren. Demnach sind Wasser- oder Luftausdüslöcher,
die an den Blöcken der Wassersammei- und -verteilerapparatur ausgebildet sind, so angeordnet, daß ein bestimmter
Druckunterschied in der Luft oder dem Wasser, die aus den Ausdüslöchern ausgedüst werden, erzeugt und kein örtlicher über-
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schuß oder Kurzschluß an Ausdüsung verursacht wird. Wenn jedoch dieser Druckunterschied zu groß ist, dann steigen die Energiekosten
für die Zuführung von Luft oder Wasser, was zu einem wirtschaftlichen Nachteil führt.
Der Druckunterschied an dem Ausdüsloch, der für ein gleichmäßiges Dispergieren von Luft oder Wasser notwendig ist, liegt bei
etwa 100 mm Wassersäule im Falle von Luft oder bei etwa 400 mm Wassersäule im Falle von Wasser. Da das spezifische Gewicht
von Luft extrem verschieden von dem des Wassers ist, ist es unmöglich, den erwünschten Druckunterschied aufrecht zu erhalten,
wenn Luft und Wasser aus Düsenlöchern des gleichen Durchmessers ausgedüst werden.
Demnach werden in der Wassersammei- und -Verteilerapparatur nach der Erfindung die Durchmesser der Verbindungslöcher 17
und der Ausdüslöcher 18 und 19, die in jedem Block 12 ausgebildet
sind, nach dem folgenden Prinzip eingestellt:
Im Falle, daß eine Reinigung mit Luft vor dem Rückwaschen erfolgen
soll, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird Luft A, die in den Strömungsdurchgang 14 eines jeden Blockes 12 eingeführt wird,
aus den Ausdüslöchern 18, die in der oberen Wand des Strömungsdurchgangs 14 ausgebildet sind, ausgedüst und auf die gesamte
Oberfläche des Bodenteils des Filterbeckens verteilt oder dispergiert. Der Durchmesser des Ausdüsloches 18 ist so eingestellt,
daß ein Druckunterschied von etwa 100 mm Wassersäule aufrecht erhalten wird. An diesem Punkt liegt die hydrostatische Höhe
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B 100 lim unterhalb der oberen Wand des Blockes 12, wie in Fig.
4 gezeijt ist. Demnach liegen die Verbindungslöcher 17 in den Trennwänden Ki zwischen dem Strömungsdurchgang 14 für Wasser H7
und Luft A und den Dispergierkammern 15 derart, daß die Höhe T-I
von der oberen Wand des Blockes größer als 100 mm ist, wobei ein vorbestinmter Druckunterschied von etwa 100 mm Wassersäule
in den Ausdüslöchern 18 aufrecht erhalten werden kann und Luft nur aus den Ausdüslöchern 13, die über dem Strömungsdurchgang
14 ausgebildet sind, abgegeben wird.
Wenn das Rüsckwaschen mit Wasser ausgeführt wird, wie in Fig.
gezeigt ist, wird ein Teil des Wassers W, das in den Strömungsdurchgang 14 eingeführt wird, aus den oben erwähnten Ausdüslöchern
18 ausgetragen, die in der oberen Wand des Strömungsdurchgangs ausgebildet sind, doch der Hauptteil des Wassers W
wird in die Dispergierkammern 15 durch die Verbindungslöcher
17, die zwischen dem Strömungsdurchgang 14 und den Dispergierkammern 15 ausgebildet sind, eingeführt und alleine aus den
Ausdüslöchern 19 für Wasser ausgetragen, die in der oberen Wand der Dispergierkanmern 15 ausgebildet sind. Die Durchmesser
der Verbindungslöcher 17 und der Wasserausdüslöcher 19 werden
so eingestellt, daß ein vorbestimmter Druckunterschied von etwa 400 mm Wassersäule aufrecht erhalten werden kann, wobei Wasser
gleiclimäßig auf der gesamten Oberfläche des Bodenteils des
Filterbeckens verteilt werden kann.
Nach dem oben erwähnten Prinzip wird beispielsweise der Durchmesser
der Ausdüslöcher 18 in der oberen Wand des Strömungs-
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durchgangs 14 auf 4 mm eingestellt, und etwa 210 AusJ'islöcher
18 sind je m vorgesehen. Der Durchmesser der Ausdüslöcher 19 in der oberen Wand der Dispergierkammer ist auf 4 mm eingestellt,
und etwa 1210 Ausddslocher 19 sind je m vorgesehen. Der Durchmesser
der Verbindungslöcher 17 beträgt 22 mm, uriJ etwa 1 r- ler
Löcher 17 sind je Meter vorgesehen.
Wenn der Luft- und Wasser-Strömungsdurchgnnq 14 mit einem trapezoidförmigen
Querschnitt ausgebildet wird, wie dies in Fig. gezeigt ist, kann die Strömungsgeschwindigkeit von Luft oder
Wasser innerhalb eines geeigneten Bereiches gesteuert werden, wenn Luft oder Wasser hindurchgeführt wir-Ί. Außerdem kann die
Festigkeit des Blockes erhöht werden, wenn der Strömungsdurchgang einen trapezoidförmigen Querschnitt besitzt.
Nunmehr wird die Arbeitsweise der Wassersammel- und -verteilerapparatur
mit der oben erwähnten Konstruktion beschrieben.
Schmutzwasser oder Rohwasser, das suspendierte Substanzen,
kolloidale Substanzen und Feststoffe enthält und dem Filterbecken zugeführt wurde, wird durch das Filtermedium 10 geführt, wo die
Feststoffe und dgl. während dieses Durchgangs daraus entfernt werden, und Filtrat geht durch das Innere der 31öcke 12 aus
den Ausdüslöchern 13 und 19 und wird in dem Wassersammeiraum 13 gesammelt, unter der Außenseite des Filterbeckens abgegeben
und einer geeigneten Verwendung zugeführt.
Wenn Rohwasser verteilt wird, wird das Rohwasser aus dem Sammel-
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raum 13 zugeführt und durch das Innere der Blöcke 12 geschickt.
Ein Teil des Rohwassers wird in den Strömungsdurchgang 14 eingeführt und aus den oben erwähnten Ausdüslöchern 13 ausgetragen,
die in der oberen Wand des Strömungsdurchgangs ausgebildet sind, doch der ilauptteil des Rohwassers wird in die Dispergierkammern
15 .lurch Löcher 17 eingeführt und aus den Ausdüslöchern 19 ausgetragen.
Sodann wird das Rohwasser durch die Kiesschicht 11 und das Filtermediuia 10 geschickt, und die Feststoffe und dgl.
werden während dieses Durchganges daraus entfernt, und Filtrat geht durch einen nicht gezeigten Trog und wird zu der Außenseite
des Filterbeckens für eine geeignete Verwendung ausgetragen.
Wenn das Filtermedium 10, auf welchem Feststoffe und dgl. abgelagert
und angesammelt sind, durch Luft gereinigt wird, wird Luft unter Druck von einer nicht gezeigten Lufteinführleitung
in den Strömungsdurchgang 14 eines jeden Blockes 12 eingeführt und aus den Ausdüslöchern 13, die in der oberen Wand des
Strömungsdurchgangs 14 ausgebildet sind, ausgedüst und dispergiert oder verteilt. So wird ausgedüste Luft durch die Kiesschicht
11 und das Filtermedium 10 geschickt, um letzteres zu reinigen.
Wenn Wasser in umgekehrter Richtung geschickt wird, um ein Rückwaschen
zu bewirken, wird Wasser, das unter Druck aus einer Wassereinführleitung (nicht gezeigt) zugeführt wird, in den
Strömungsdurchgang 14 eines jeden Blockes eingeführt, und ein
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Teil des Wassers wird von den Ausdüslöchern 13 in der oberen
Wand des Strömungsdurchgangs ausgedüst und vorteilt, und die Hauptmenge des Wassers wird aus den Ausdüslöchern 13 in der
oberen Wand der Dispergierkammern 15 durch die Verbindungslöcher 17 ausgedüst.
Es ist am meisten bevorzugt, daß die Wassersammel- und -verteilerapparatur
der vorliegenden Erfindung in einem unteren Teil eines Filterbeckens oder einer Filtrationsapparatur angeordnet
ist, wo sekundär behandeltes Wasser, das von der Filtrationsstufe (Sekundärbehändlung) einer Abwasserbehandlungsanlage für
kommunales Abwasser oder gewerbliche Abwasser kommt und noch suspendierte Substanzen, kollodiale Substanzen und Feststoffe
enthält, zusätzlich einer Filtrationsbehandlung (dritte Behandlung) mit hoher Geschwindigkeit unterz-ogen wird. Außerdem kann
die Apparatur nach der Erfindung für eine unter der Schwerkraft arbeitende Aktivkohlefiltrationsapparatur, eine Wirbelschichtapparatur
zur Entfernung biochemischen Stickstoffs und für ähnliche Apparaturen eingesetzt werden.
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Claims (9)
- Patentansprüche :!Vorrichtung zum Sammeln und Verteilen von Wasser, die in einem unteren Bereich eines mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Filterbeckens angeordnet ist, gekennzeichnet durch mehrere in dem unteren Teil des Filterbeckens regelmäßig angeordnete und ausgerichtete Blöcke (12), eine Kiesschicht (11) über den Blöcken, ein Filtermedium (10) über der Kiesschicht, einen Wassersammelraum (13) zum Auffangen des durch die Blöcke gegangenen Filtrats, eine Lufteinführleitung zur Einführung von Luft in das Filterbecken (9) durch909808/0933die Blöcke (12) und eine Wassereinführleitung zur Einführung von Wasser in das Filterbecken (9) durch die Blöcke (12), wobei jeder Block (12) einen Strömungsdurchgang (14) für Luft und Wasser in seinem mittleren Bereich, eine Wasserdispergierkammer (15) in Nachbarschaft zu dem Strömungsdurchgang (14), wenigstens ein Verbindungsloch (17) in der Trennwand (16) zwischen dem Strömungsdurchgang und der Dispergierkammer, wenigstens ein Loch (13) zum Ausdüsen von Luft und/oder Wasser in der oberen Wand des Strömungsdurchgangs und wenigstens ein Loch (19) zum Ausdüsen von Wasser alleine in der oberen Wand der Dispergierkammer besitzt.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl, der Durchmesser und die Lage der Ausdüslöcher (13) in der oberen Wand des Strömungsdurchgangs (14) und der Verbindungslöcher (17) in der Trennwand (16) zwischen dem Strömungsdurchgang (14) und der Dispergierkammer (15) in jedem Block (12) so eingestellt sind, daß beim Einführen von Luft bzw. Wasser in den oberen bzw. unteren Teil des Strömungsdurchgangs beim Reinigen mit Luft der Abstand zwischen dem Wasserspiegel und der oberen Wand des Strömungsdurchgangs (14) größer als 100 mm ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl und der Durchmesser der Ausdüslöcher (19)in der oberen Wand und der Verbindungslöcher (17) in der Trennwand (16) zwischen dem Strömungsdurchgang (14) und der Dispergierkammer (15) in jedem Block (12) so eingestellt sind,/- 909808/0933* ■ ORIGiNAirfNSPECTEDdaß beim Rückwaschen der Unterschied zwischen dem Druck des aus den Ausdüslöchern (19) ausgedüsten Wassers und dem Druck des aus den Verbindungslöchern (17) ausgedüsten Wassers etwa 400 mm Wassersäule beträgt.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsdurchgang (14) in jedem Block (12) trapezoidförmigen Querschnitt hat.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Block (12) aus einem antikorrosiven Material, vorzugsweise Porzellan oder Kunststoff, besteht.
- 6. Verwendung einer Apparatur nach Anspruch 1 bis 5 zum Klären von Rohwasser oder Schmutzwasser durch Entfernung in dem Rohwasser oder Schmutzwasser enthaltener suspendierter Substanzen, kolloidaler Substanzen und Feststoffe, während das Rohwasser oder Schmutzwasser durch das Filtermedium geht, und Auffangen des resultierenden Filtrats in dem Wassersammelraum aus den Ausdüslöchern in den oberen Wänden der Strömungsdurchgänge und Dispergierkammern der Blöcke durch das Innere der Blöcke hindurch.
- 7. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 zum Klären von Rohwasser oder Schmutzwasser, das aus dem Sammelraum kommt, durch Entfernung darin enthaltener suspendierter Substanzen, kolloidaler Substanzen und Feststoffe, wobei das Rohwasser oder Schmutzwasser durch das Innere der Blöcke909808/0933in der oberen Wand der Blöcke ausgebildete Ausdüsöffnungen, die Kiesschicht und das Filtermedium geht und das geklärte Wasser oder Filtrat sich oberhalb des Filtermediums sammelt.
- 8. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 zum Reinigen des Filterbeckens mit Luft durch Hindurchführen von Luft durch die Kiesschicht und das Filtermedium aus dem Inneren der Strömungsdurchgänge der Blöcke durch die in den oberen Wänden der Strömungsdurchgänge ausgebildeten Ausdüsöffnungen hindurch.
- 9. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 zum Waschen des Filterbeckens mit in umgekehrter Richtung strömendem Wasser, wobei ein Teil des aus der Wassereinführleitung kommenden Waschwassers durch die Ausdüsöffnungen in den oberen Wänden der Strömungsdurchgänge der Blöcke aus dem Inneren der Strömungsdurchgänge der Blöcke ausgedüst wird und der Hauptteil des aus der Wassereinführleitung kommenden Wassers durch die Ausdüsöffnungen in den oberen Wänden der Dispergierkammern der Blöcke aus dem Inneren der Dispergierkammern der Blöcke ausgedüst wird und das Waschwasser so durch die Kiesschicht und das Filtermedium hindurchgeht.909808/0933
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