DE3031412C2 - Vorrichtung zum Nachklären von Abwasser - Google Patents

Description

gibt sich eine wirksame Phasentrennung.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die öffnungen durch Leitbleche gegen an der Gefäßwand abrutschenden Schlamm abgeschirmt sind. Die Leitbleche vermögen den sich an der Außenwand sammelnden Schlamm von den öffnungen fernzuhalten und sie außen vorbeizuleiten. Es ergibt sich dadurch noch eine ruhigere Einströmung des neu zufließenden Abwassers.

Bei eiiu.ir anderen günstigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß innerhalb des Sammelgefäßes oberhalb der öffnungen ein Lamellenpaket zum Verstärken des Schlammabscheider vorhanden ist Die Lamellen können darin vornehmlich als tellerartige Kreisscheiben ausgeführt und mit Abstand übereinander an einem zentralen, koaxialen Rohr so befestigt sein, daß sie zur Gefäßwand hin vornehmlich im gleichen Neigungswinkel abfallen. Der im Abwasser enthaltene Schlamm rutscht an den schrägen Lamellen zur Gefäßwand ab und wird dann am tiefsten Punkt des Sammelgefäßes gesammelt, während das Abwasser zwischen den Lamellen nach oben steigt, zum Überlauf gelangt und als geklärtes Abwasser abgenommen werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand einer Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine Schnittansicht durch eine zweite Ausführungsform, und

F i g. 3 eine Schnittansicht durch eine dritte Ausführungsform.

In F i g. 1 ist eine Vorrichtung 1 gezeigt, die z. B. zum Nachklären von Abwasser dient Darin soll insbesondere der im Abwasser vorhandene Schlamm abgeschieden und eingedickt werden. Gleichermaßen ist beabsichtigt, das geklärte Abwasser abzusondern.

Die Vorrichtung enthält deshalb ein Sammelgefäß 2, das eine hohlkegelige Grundform mit der Spitze nach unten aufweist. Die Spitze kann etwas abgeflacht sein und im Bereich des Bodens 3 sammelt sich der Schlamm.

Entlang nahezu des gesamten oberen freien Randes des Sammelgefäßes 2 verläuft eine Ringluftkammer 4, die als Auftriebskörper für das Sammelgefäß 2 dient Die Kammer ist so bemessen, daß das Sammelgefäß 2 im Abwasser 5 schwimmt und praktisch stets gleich tief in das Wasser eintaucht.

Die Ringluftkammer 4 kann mit Schottwänden ausgestattet und deshalb in mehrere Kammern unterteilt sein. Dort wo durch den Ringbereich Leitungen, usw. hindurchgeführt sind, kann sie unterbrochen sein.

Über das Sammelgefäß spannt sich eine Begehungsbrücke 6, die zugleich als Träger für noch zu benennende Gegenstände dient. Sie bildet die Verlängerung eines beweglichen Zuganges 7, der die Verbindung herstellt zum Ufer 8 des im Querschnitt gezeigten Klärbeckens. Aus F i g. 1 ist zu erkennen, daß das Klärbecken als Erdbecken gestaltet ist, mit einer Schräge 9 zwischen dem Ufer und dem Boden 10 des Beckens. Der Zugang 7 dient zugleich für die Verankerung des Sammelgefäßes an seinem Einsatzort im Klärbecken.

Um Wasserschwankungen ausgleichen zu können, ist der Zugang 7 sowohl am Land als auch beim Sammelgefäß 2 gelenkig gehalten. Der Zugang und die Begehungsbrücke sind mit einem Geländer ausgestattet. An der Begehungsbrücke 6 ist eine Förderpumpe 11 in der Form eines vertikalen Förderrohres befestigt, das mit seinem unteren Ende in der Nähe des Bodens 3 endet und oben über den Wasserspiegel des Abwassers 5 herausgeführt ist Sein oberes Ende ist von einem Sammeltopf 12 umgeben, an dem eine Schlammrückführleitung 13 beginnt Der Topfrand liegt niederer als das freie obere Ende des Förderrohres. Die Schlammrückführleitung ist nach außen hin leicht geneigt und führt über einen flexiblen Abschnitt 14 ans Land, wo der Schlamm dann weiterverwendet bzw. abgelagert wird.

Durch das Innere des Förderrohrej ragt von oben nach unten ein kurz vor dem unteren Ende des Rohres

ίο endender Injektor 15 zum Einblasen von Druckluft in das Innere des Förderrohres. Der Injektor wird von einer nicht gezeigten Pumpe über eine Leitung 15a gespeist

In F i g. 1 ist im Verbindungsbereich des Zuganges 7 und der Begehungsbrücke 6 am Sammelgefäß 2 ein Überlauf 16 für das geklärte Abwasser vorgesehen. Der Überlauf besteht aus einem nach oben offenen Sammelkasten, der z. B. um eine horizontale Achse 17 mit Hilfe einer Stelleinrichtung 18 verschwenkt werden kann.

Durch das Verschwenken kann die Ablaufmenge eingestellt werden. Der Ablaufkasten besitzt eine gezackte Überlaufkante 19, um eventuell treibenden Schlamm abzuhalten. Der mit Hilfe der Achse 17 am Sammelgefäß 2 gelagerte Sammelkasten ist an seinem äußeren Ende mit einem flexiblen Abwasserrohr 20 verbunden, das die Verbindung herstellt zu einem an Land befindlichen ortsfesten Abwasserrohr 21, das das geklärte Abwasser weiterführt.
Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung schwimmt dieselbe aufgrund der Auftriebskraft der Ringluftkammer 4 ohne Bodenberührung in dem gezeigten Nachklärbecken. Das Abwasser 5 wird zusammen mit allen darin schwebenden Partikelchen, z.B. Schlamm, durch öffnungen 22 in das Sammelgefäß 2 eingeführt. Aufgrund der V-förmigen Grundform des Gefäßes rutscht der Schlamm an den Wänden nach unten und lagert sich am Boden 3 desselben ab. Durch Einblasen von Druckluft durch den Injektor 15 in das Innere des Förderrohres wird das darin befindliche Gemisch aus Schlamm und Abwasser nach oben gefördert und gelangt nach Überfließen des oberen Endes des Förderrohres in den Sammeltopf 12.

Der Überlauf 16 ist für das geklärte Abwasser vorgesehen. Übet die gezackte Überlaufkante 19 des Sammelkastens gelangt es in das flexible Abwasserrohr 20 und dann in das stationäre Rohr 21, von dem es weitergeführt wird.

Zwischen dem Bereich der bodennahen Eindickzone für den Schlamm, bzw. dem Zulaufbereich, und der wasserspiegelnahen Klärzone für das Abwasser kann gegebenenfalls noch ein Schwimmfilter 23 vorgesehen werden, wie dies in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Eine Art natürlicher Schwimmfilter bildet sich auch oftmals durch bestimmte Fraktionen des Schlammes selbst aus. Die entstehende Schicht hält sich dann zumeist an Ort und Stelle in der Schwebe und verhindert ebenfalls, daß z. B. feine Schlammteile nach oben vordringen können. Sie ermöglicht, daß sich die Schlammteile zusammenballen und nach unten bewe-

gen.

Durch die schwimmende Anordnung des Sammelgefäßes 2 und die Befestigung des Überlaufes 16 am Gefäß se'hst ergibt sich im Betrieb der Vorteil, daß auch bei Wasserspiegelschwankungen die eingestellte Ablaufmenge sich nicht ändert. Zum Lösen etwa zu dicken Schlammes kann im Bodenbereich auch ein Räumer vorgesehen werden. Dieser erlaubt, wenn auch an den Gefäßwänden laufend, eine schwache Neigung dersel-

Bei der Ausführungsform von F i g. 2 ist ebenfalls ein schwimmendes Sammelgefäß 24 vorhanden. Die Auftriebskörper sind im wesentlichen die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1. Auch sonst ergeben sich Ähnlichkeiten, weshalb für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden und lediglich noch die Unterschiede besprochen werden.

Das Sammelgefäß besitzt wiederum eine hohlkegelige Grundform mit der Spitze nach unten, wobei aber am oberen Rand des Hohlkegels noch ein nach oben ragender Zylinderabschnitt 25 angefügt sein kann. Der Zylinderabschnitt dient für die Aufnahme eines Lamellenpaketes 26. Die Lamellen können als Teller-Kreisringe ausgebildet und mit gleichem Abstand übereinander nach außen geneigt angeordnet sein. Sie werden vom Förderrohr gehalten.

Auch bei dieser Ausführungsform gelangt das Abwasser zusammen mit den darin enthaltenen Partikeln, z. B. Schlamm, durch einen Zulauf oder durch öffnungen in das Innere des Gefäßes. In Fig.2 ist in sehr vereinfachter Weise die Abscheidwirkung der Vorrichtung dargestellt Die strichpunktierten Linien deuten einige Wege des Schlammes an, während die Strichlinien die Wege des Abwassers in etwa zeigen sollen. Schlamm und Abwasser treten gemeinsam durch die öffnungen 22 in das Innere des Sammelgefäßes 2 ein. Dies geschieht aufgrund des unterschiedlichen Wasserstandes im Klärbecken und im Inneren des Sammelgefäßes. Sowohl bei der Ausführungsform von F i g. l als auch bei derjenigen von Fig.2 ist der Überlauf 16 jeweils so angeordnet daß innerhalb des Sammelgefäßes sich ein niedrigeres Wasserniveau einstellt als im umgebenden Klärbecken. Dies ist aus den beiden Figuren deutlich zu erkennen. Das zu klärende Abwasser tritt deshalb zusammen mit dem Schlamm von selbst in das Sammelgefäß 2 ein.

Nach dem Eintritt findet die Separation zwischen Schlamm und Abwasser statt. Hierzu trägt zum einen die relativ beruhigte Innenströmung innerhalb des Sammelgefäßes bei. Der Schlamm sinkt zum Teil von selbst auf den Boden ab, wie dies in F i g. 2 angedeutet ist Das Kiärwasser dringt nach oben. Soweit noch Schlamm im Klärwasser enthalten ist legt er sich an den schräggestellten Lamellen an und rutscht an diesen nach außen, wo er von der Gefäßwand zum tiefsten Punkt des Gefäßes geleitet wird. Von dort wird er mit Hilfe des Förderrohres in der bereits beschriebenen Art und Weise in den Sammeltopf 12 hochgefördert und dann über die Schlammleitung 13 abgeführt In der Schlammleitung kann auch ein Ventil vorgesehen werden, um den Schlamm entweder rückzuführen für dessen Wiederverwendung im Becken oder abzutransportieren für die weitere Verarbeitung desselben. Auf diese Weise ist eine Trennung von Überschußschlamm und Rücklaufschlamm möglich.

Das Abwasser steigt nach oben und gerät an den im vorliegenden Fall in seiner Durchlaufmenge unveränderbaren Überlauf 16, an dessen Boden das flexible Abwasserrohr 20 mündet Der Überlauf zieht sich ringartig um das Sammelgefäß herum. An seiner Außenseite sind die Schwimmkörper angebracht Der gezeigte Überlauf 16 könnte auf Wunsch in seiner Durchlaufmenge dadurch eingestellt werden, in dem das Sammelgefäß mehr oder weniger Tief eintaucht Hierzu könnte Ballast verwendet oder der Auftrieb der Schwimmkörper verändert werden.

Das Lamelienpaket 26 vervielfacht die Abscheidewirkung der Vorrichtung. Der Schlamm kommt nach seinem Eintritt in das Lamellenpaket nach sehr kurzer Zeit in Anlage an die Lamellen und ist dadurch bereits gefaßt und konzentriert und wird dadurch sehr viel schneller zum Boden geleitet.

Um zu verhindern, daß der bereits in dem Lamellenpaket angefallene Schlamm durch frisch einströmendes Abwasser wieder mit nach oben gerissen wird, können im Bereich der öffnungen 22 und vor dem Eintritt in die Lamellen Schlammablaufschienen vorgesehen werden, die z. B. am Lamellenpaket selbst angeordnet sind und einen ungestörten Abfluß des bereits gesammelten Schlammes zum Boden 3 hin trotz einströmenden Abwassers gewährleisten sollen.

Obwohl im gezeigten Fall die Sammelgefäße 2 und 24 jeweils eine rotationsymmetrische Gestalt aufweisen, können diese Gefäße auch als Vieleck oder rechteckig ausgebildet sein. Der Überlauf kann auch anders gestaltet sein, z. B. in Form eines Überlauftopfes, der in vertikaier Richtung höhenverstellbar ist. Die Fördereinrichtung kann auch statt mit dem Luftinjektor 15 mit einer Pumpe versehen werden, um den angesammelten Schlamm in den Sammeltopf 12 hochzufördern, oder von einem anderen Ort her abzuzweigen.

In F i g. 3 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird grundsätzlich auf die ersten beiden Ausführungsformen Bezug genommen und für gleiche oder gleichartige Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Bei der dritten Ausführungsform ist das Sammelgefäß 2 in ein Untergefäß 27 mit einer steileren Gefäßwandung und ein Obergefäß 28 mit einer flacheren Gefäßwandung aufgeteilt. Im vorliegenden Fall beträgt z. B. der Anstellwinkel der steileren Wand 30 Grad gegenüber der Senkrechten, während der Winkel der flacheren Wand ungefähr 50 Grad beträgt Durch die flachere Anstellung zumindest eines Teiles der Gefäßwand, hier der Wand des Obergefäßes 28, wird innerhalb des Sammelgefäßes eine sehr große Oberfläche erreicht, die zur

Beruhigung der Strömung beim Überlauf 16 beiträgt und damit die Qualität der Abscheidfunktion der Vorrichtung verbessert.

Die Wand des unteren Gefäßteiles 27 ist so angestellt, daß sich der sammelnde Schlamm nicht halten kann und selbsttätig zum Boden 3 hin abrutscht. Um ein eventuelles Anhaften des Schlammes im Bereich des oberen Gefäßteiles 28 zu vermeiden, kann ein Räumer 29 vorgesehen werden. Im vorliegenden Falle ist derselbe in der Form einer Gliederkette ausgebildet, die am freien Ende eines waagrechten Armes 30 befestigt ist. Der Arm ist in nicht gezeigter Weise innerhalb des Sammelgefäßes um eine vertikale Achse, z. B. das Förderrohr der Förderpumpe 11 um 360 Grad drehbar gelagert und besitzt einen nicht gezeigten Drehantrieb. Der Arm 30 zieht die

Kette über die Gefäßwand, worauf eventuell sich abgesetzter Schlamm wieder in Bewegung gerät und nach unten rutscht Im vorliegenden Fall ist die Kette so bemessen, daß sie lediglich die Gefäßwand des oberen Gefäßteiles 28 überstreicht Sie kann indessen auch so lang sein, daß sie die Gefäßwand des unteren Gefäßteiles 27 überfährt

Der Räumer kann dauernd in Betrieb sein oder nur zeitweise eingeschaltet werden. In den meisten Fällen wird es genügen, daß er mit sehr langsamer Geschwindigkeit die Gefäßwand überstreicht

Um zu verhindern, daß der zum Boden 3 hin abrutschende Schlamm durch das durch die öffnungen 22 eindringende Wasser gestört wird, sind Leitbleche 31

vorgesehen, die im vorliegenden Fall kapuzenartig ausgestaltet und oberhalb und seitlich der öffnungen angeordnet sind. Der Schlamm wird durch die Leitbleche zur Seite hin abgeleitet, so daß er von den durch die öffnungen 22 eindringenden Abwasser nicht wieder nach oben gerissen wird. Die Leitbleche können so gestaltet werden, daß bei einer eventuellen verlängerten Räumerkette die Bewegung des Räumers nicht behindert wird.

Um das Abrutschen des Schlammes in Gang zu halten, kann auch eine Rüttel- bzw. Schwingeinrichtung 32 vorgesehen werden.

Es ist denkbar, die Wandung des Gefässes 2 in Rüttelbewegungen zu versetzen oder sie schwingen zu lassen. Hierbei ist es auch möglich, das gesamte Gefäß um seine vertikale Achse rotierend schwingen zu lassen. Die Rüttel- und Schwingeinrichtung kann ebenfalls als Räumer angesehen werden und im Winterbetrieb dazu dienen, um die Vorrichtung vor dem Einfrieren zu bewahren oder wieder aufzutauen.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

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Die bekannte Vorrichtung ist nachteilig, da sich der

Patentansprüche: im Abwasser enthaltende Schlamm bereits im Topf ab

setzen kann. Von dort muß er manuell entfernt werden,

!.Vorrichtung zum Nachklären von Abwasser mit da die Förderpumpe nur den im Sammelgefäß selbst einem an Auftriebskörpern in einem Abwasserbek- 5 anfallenden Schlamm absaugt

ken schwimmend gehaltenen, sich nach unten ver- Auch die Strömungsführung innerhalb des Sammel-

jüngenden Sammelgefäß, das wenigstens einen Zu- gefäßes ist nachteilig, da das Abwasser den Topf oben lauf für das nachzuklärende Abwasser und einen durch Überfließen des Topfrandes verläßt und der Aus-Überlauf für das geklärte Abwasser aufweist und in fluß aus dem Sammelgefäß sich ebenfalls oben befindet, dessen unteren geschlossenen Bereich sich die An- to Dazwischen entwickelt sich eine horizontale Strömung, Säugöffnung einer Förderpumpe mit einer daran an- die sich schlecht zum Abscheiden des Schlammes aus geschlossenen Leitung für den abgeschiedenen dem Abwasser eignet

Schlamm befindet, dadurch gekennzeich- Der zwischen dem Topf und dem Sammelgefäß vor-

net, daß im unteren Bereich der Außenwand des handene Spalt kann sich zulegen, so daß der Schlamm Sammelgefäßes (2,24), jedoch oberhalb der Ansaug- 15 daran gehindert wird nach unten zur Ansaugöffnung der Öffnung der Förderpumpe (11) Öffnungen (22) für Förderpumpe zu rutschen.

den Eintritt des zu klärenden Abwassers angeordnet Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zusind und daß die Überlaufkante (16) unterhalb des gründe, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Wasserspiegels des Abwasserbeckens liegt Art, die Strömungsführung des Abwasser-Schlamm-Ge-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 misches im Sammelgefäß mit dem Ziel einer wirksamen zeichnet, daß die Öffnungen (22) durch Leitbleche Phasentrennung zu verbessern.

(31) gegen an der Gefäßwand abrutschenden Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

Schlamm abgeschirmt sind. daß im unteren Bereich der Außenwand des Sammelge-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch fäßes, jedoch oberhalb der Ansaugöffnung der Fördergekennzeichnet, daß innerhalb des Sammelgefäßes 25 pumpe Öffnungen für den Eintritt des zu klärenden Aboberhalb der Öffnungen (22) ein Lamellenpaket (26) wassers angeordnet sind und daß die Überlaufkante unzum Verstärken des Schlammabscheider^ vorhan- terhalb des Wasserspiegels des Abwasserbeckens liegt,
den ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufge-

4. Vorrichtung nach mindestens einem der An- baut und arbeitet zuverlässig. Durch die schwimmende Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der 30 Anordnung wird nicht nur der Überlauf sondern auch Überlauf aus einem oben offenen Behälter mit einer das Sammelgefäß in einer konstanten Relation zum Überlaufkante (19) besteht, der gegenüber dem Ab- Wasserspiegel im Abwasserbecken gehalten. Die Funkwasser-Pegel höhenverstellbar ist. tion des Nachklärers ist damit unabhängig davon ob viel

5. Vorrichtung nach mindestens einem der An- oder wenig Wasser anfällt. Eine einmal eingestellte Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein 35 Durchlaufmenge beim Überlauf bleibt unabhängig von Räumer in Form einer Rüttel- und/oder Schwingein- den Schwankungen des Wasserstandes im Abwasserrichtung (32) vorhanden ist. becken erhalten.

Da die Überlaufkante unterhalb des Wasserspiegels

des Abwasserbeckens angeordnet ist, stellt sich inner-

40 halb des Sammelgefäßes stets ein niedrigerer Wasserspiegel ein als draußen. Das Abwasser wird deshalb von

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum außerhalb des Sammelgefäßes durch die Öffnungen an-Nachklären von Abwasser mit einem an Auftriebskör- gesaugt. Innerhalb des Sammelgefäßes bildet sich eine pern in einem Abwasserbecken schwimmend gehalte- nach oben gerichtete zum Überlauf führende Grundnen, sich nach unten verjüngenden Sammelgefäß, das 45 strömung aus. Da das Sammelgefäß sich nach oben hin wenigstens einen Zulauf für das nachzuklärende Abwas- öffnet und sich der Durchströmquerschnitt stark verser und einen Überlauf für das geklärte Abwasser auf- größen, wird die an sich schon außerordentlich geringe weist und in dessen unteren geschlossenen Bereich sich Strömungsgeschwindigkeit kontinuierlich weiter verdie Ancaugöffnung einer Förderpumpe mit einer daran langsamt, so daß die im Abwasser enthaltenen Schwebangeschlossenen Leitung für den abgeschiedenen 50 stoffe nicht mehr weiter nach oben mitgenommen wer-Schlamm befindet. den, sich zusammenballen und schließlich entgegen der

Eine Klärvorrichtung der eben genannten Art ist aus Grundströmung nach unten absetzen. Es kann sich da-

der britischen Patentschrift 12 48 650 bekannt. Das bei innerhalb des Sammelgefäßes ein Schwimmfilter

Sammelgefäß ist als Hohlkegel ausgebildet und enthält ausbilden, der aus den besagten Schwebstoffen besteht

zentrisch in seinem Innenraum einen vertikal stehenden 55 und zusätzlich zur Abscheidung der Schwebstoffe aus

Topf, in den ein Zulaufrohr für das zu klärende Abwas- dem Abwasser beiträgt.

ser mündet. Von dort gelangt es über die Topfkante in Der Schlamm und die Schwebstoffe sinken nach un-

das Sammelgefäß, wo es chemisch oder biologisch ge- ten und gleiten entlang der Wand des Sammelgefäßes in

reinigt wird. Die Wände sind flexibel, um mit Hilfe der das geschlossene Trichterende, das sich unterhalb der

durch die Wellenbewegung eingetragenen Impulse den bo Öffnungen befindet. Das durch die Öffnungen neu zu-

sich an der Außenwand des Sammelgefäßes ablagern- fließende Abwasser verhindert dabei, daß der Schlamm

den Schlamm nach unten in das Zentrum abrutschen zu wieder nach außen dringt. Das unterhalb der öffnungen

lassen. Von dort aus wird der Schlamm mit Hilfe einer vorhandene Trichterendc bildet einen Sammeliopf für

Pumpe abgesaugt. Das geklärte Abwasser kann das den Schlamm, in dem eingedickt wird. In den Sammel-

Sanimelgefäß durch Überlauföffnungen verlassen, die 65 topf ragt die Förderpumpe zum Absaugen des

sich knapp unterhalb des Schwimmers des Sammelgefä- Schlamms hinein. Bei der Vorrichtung wird die Strö-

ßes befinden. Das Abwasser gelangt hierdurch in das mung zum Abscheiden der Schwebestoffe aus dem Ab-

Abwasserbecken, in dem das Sammelgefäß schwimmt. wasser im wesentlichen vertikal geführt. Hierdurch er-