DE3542529C2 - Pneumatische Abwasser-Hebeanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Abwasser- Hebeanlage mit einem Schachtbehälter, der aus einem Baustoff, wie Beton, glasfaserverstärkter Beton, Kunststoff, glasfaserverstärkter Kunststoff o.dgl. besteht und mindestens einen Druckbehälter mit einem Abwasser-Zulaufrohr und einem für die Abförderung vorgesehenen Abwasser-Druckrohr sowie einen Kompressor enthält, dessen Druckseite über eine Rohrleitung mit dem Druckbehälter verbunden ist.

Derartige Abwasser-Hebeanlagen sind auch unter den Bezeichnungen Pumpstationen, Pumpenschächte, Schachtpumpwerke, Fäkalienhebeanlagen oder einfach Hebeanlagen bekannt, vgl. z. B. die Zeitschriftenstelle "Gesundheitsingenieur", H. 23,24/1957, S. 363 bis 369. Sie werden hauptsächlich im kommunalen Bereich einge­ setzt. Solche Hebeanlagen können jeweils vor Ort betoniert oder aus Stahlbetonringen aufgebaut werden. Nach Fertigstellung des Schachtes kann ein Installateur mit der Montage der Armaturen, wie Druckrohre, Schieber usw. beginnen und die Arbeitsmaschinen, wie Pumpen, montieren.

Es ist bereits bekannt, Schachtbehälter werksmäßig in Serienfertigung herzustellen und dabei sämtliche Armaturen mit einzubauen. Der so ausgerüstete Behälter kann dann zur Baustelle transportiert und dort eingebaut werden. Diese Vorgehensweise ist kostengünstiger, als die vollständige Montage an der Baustelle.

Bei der Auslegung eines Schachtbehälters ist zu berücksichtigen, daß Fäkalien-Abwasser feste Stoffe enthalten, die leichter als Wasser sind und somit an der Oberfläche schwimmen. Die mit dem Abwasser zu füllenden Räume müssen daher so gestaltet werden, daß sich keine Ablagerungen absetzen und an einer bestimmten Stelle längere Zeit verweilen können. Entsprechend dem zeitlich unterschiedlich starken Anfall von Abwasser bildet sich innerhalb des für die Aufnahme des Abwassers zunächst vorgesehenen Druckbehälters ein schwankender Flüssigkeitsspiegel. Bei hohem Flüssigkeitsstand schaltet eine für den Abtransport des Abwassers vorgesehene Arbeitsmaschine sich ein und arbeitet solange, bis der Flüssigkeitsspiegel einen unteren festgelegten Stand erreicht, bei dem Abschaltung der Arbeitsmaschine infolge eines vom Flüssigkeits­ spiegel beeinflußten Schalters erfolgt. Ein Absetzen von Feststoffen an der Behälterinnenwand würde bei längerer Verweilzeit dort die Einleitung von biolo­ gischen Vorgängen, wie Faulen, zur Folge haben, so daß das Abwasser für die weitere Behandlung in der Kläranlage ungeeignet würde.

Es sind bereits pneumatische Abwasser-Hebeanlagen be­ kannt, in denen einer oder mehrere Druckbehälter am Boden aufgestellt sind. Diese sind als geschlossene Stahlkessel ausgeführt, in die ein Abwasser-Zulauf­ rohr über eine Rückschlagklappe an der Oberseite einmündet. Ein Abwasser-Druckrohr mündet an der Oberseite ebenfalls in den Druckbehälter jeweils ein und verläuft in diesem bis in dessen unteren Bereich. Über eine Rohrleitung wird von einem in dem Schacht­ behälter angeordneten Kompressor (Kolben- oder Kreiselverdichter) Druckluft in den Druckbehälter eingefördert, so daß die im oberen Bereich des Behälters befindliche Druckluft auf den Flüssigkeits­ spiegel so stark drückt, daß die Flüssigkeit durch das Abwasser-Druckrohr aus dem Druckbehälter heraus­ gedrückt und aus dem Schachtbehälter abgefördert wird, wobei es in höher gelegene Bereiche gelangen kann. Die Arbeitsweise des Abförderns erfolgt intermittierend. Es werden Hebeanlagen mit nur einem Druckbehälter und solchen mit mehreren, bevorzugt mit zwei Druckbehältern ausgeführt. Wenn ein Druckbehälter vollgelaufen ist, schaltet der Kompressor ein und fördert das Abwasser mittels der Druckluft hinaus, bis der Druckbehälter leer ist. Wenn zwei Druckbehälter vorhanden sind, können die beiden Behälter nacheinander geleert werden. Während der eine Behälter volläuft, kann der andere Behälter geleert werden und umgekehrt.

Infolge des ständigen Wechsels von Abwasser und Druck­ luft in dem Druckbehälter ist dieser aus Stahl bestehende Kessel bei den bekannten Abwasser-Hebe­ anlagen sehr korrosionsgefährdet. In bestimmten Zeitabständen, beispielsweise nach drei bis fünf Jahren, muß der Druckbehälter daher ausgewechselt werden, so daß die bekannte pneumatische Abwasser- Hebeanlage in der Anschaffung und im Betrieb teuer ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hebeanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, einen so frühzeitigen Aus­ tausch von Druckbehältern zu vermeiden und somit die Betriebsart preisgünstiger zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckbehälter aus dem Baustoff des Schacht­ behälters besteht und in dem Schachtbehälter, ein­ stückig mit diesem, eingeformt ist. Der Schachtbehälter einer solchen Hebeanlage kann dann gemeinsam mit dem Druckbehälter im Herstellerwerk vorfabriziert werden, wobei es möglich ist, vor dem Betonguß des Schacht­ behälters beispielsweise einen aufgeblasenen Gummi­ ballon in die Form zu legen, der nach dem Abbinden des Betons aus dem so gebildeten Druckbehälter entfernt wird.

Bevorzugt ist der Druckbehälter an seiner inneren Oberfläche mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung versehen. Auf diese Weise ergibt sich eine lange Lebensdauer des Schachtbehälters mit dem Druckbehälter. Eine solche Beschichtung kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus einem Edelstahlblech bestehen.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteran­ sprüchen enthalten.

Eine solche Druckluft-Entwässerung wird bevorzugt in zersiedelten Gebieten und bei schwierigen Bodenver­ hältnissen eingesetzt, wenn andere Anlagen aus bau­ lichen oder kostenmäßigen Gründen ausscheiden. Sie bietet sich insbesondere dann an, wenn ein zu geringer Abwasseranfall besteht, so daß der Austausch des Abwassers in den Rohrleitungen innerhalb einer bestimmten Höchstzeit nicht möglich ist, so daß in diesem Fall Faulung, Schwefelwasserstoffbildung, Sauerstoffzehrung, Geruchsbelästigung und Verstopfungs­ gefahr die Folge sein würde. Weitere Gründe für den Einsatz der pneumatischen Abwasser-Hebeanlage bestehen darin, daß aufgrund der topographischen Verhältnisse sich eine ungünstige Rohrleitungsverlegung ergeben kann, daß die Leitungen zu lang werden, wobei bei Beaufschlagung mit Abwasser die Reibungsverluste zu hoch wären, und daß für die Abwasser-Pumpstationen die Bau-, Investitions-, Wartungs- und Energiekosten zu hoch würden. In solchen Fällen ist der Einsatz einer Druckluftentwässerung wirtschaftlicher.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Schachtbehälter mit einem eingeformten Druckbehälter und einem in dem Schacht­ behälter aufgestellten transportablen Vorlaufbehälter sowie einem Kompressor, Rohrleitungen und Armaturen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den geöffneten Behälter der Fig. 1 gemäß Linie II-II, wobei jedoch zur Erhaltung der Über­ sichtlichkeit der Kompressor nicht dargestellt ist;

Fig. 3 einen Behälter wie in Fig. 1, jedoch mit eingeformten Vorlaufbehälter;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den geöffneten Behälter, wie in Fig. 2, gemäß Linie IV-IV der Fig. 3.

Die erfindungsgemäße Abwasser-Hebeanlage weist einen einstückig gegossenen Schachtbehälter (10) auf, bei dem in einem Teil des Behälterbodens (11) ein nur an der Oberseite offener Druckbehälter (12) einge­ formt ist. Der Schachtbehälter (10) ist als Behälter mit kreiszylindrischer Behälterwand ausgeführt, auf deren oberem stirnseitigen Ende ein Abschluß (13) mit einer Einstiegsöffnung (14) ruht.

Gemäß Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist innerhalb des Schachtbehälters (10) ein davon unabhängiger transportabler Vorlaufbehälter (15) aufgestellt, der beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff be­ stehen kann. Gemäß Fig. 3 und 4 der Zeichnung ist ein Vorlaufbehälter (16) innerhalb des Schachtbehälters (10a, 10) ausgebildet, der aus dem Werkstoff des Schacht­ behälters besteht. Dieser Vorlaufbehälter (16) ist also in dem Schachtbehälter eingegossen. Ein äußeres Zulaufrohr (17) durchdringt die Wand des Schachtbehälters radial und fördert das Abwasser in den Vorlaufbehälter (15) bzw. (16) ein.

Am Boden des Vorlaufbehälters (15) bzw. (16) mündet ein waagerechtes Abwasser-Zulaufrohr (18) ein, dessen anderes Ende sich im oberen Bereich des Druckbehälters (12) befindet und dort mit einer senkrechten Verschluß­ klappe (19) stirnseitig verschlossen ist. In dem Abwasser-Zulaufrohr (18) ist ein Absperrorgan (20), wie Ventil oder Schieber, eingebaut. Der Durchtritt des Abwasser-Zulaufrohres durch die Wand des Druck­ behälters (12) ist druckdicht ausgeführt.

Der Druckbehälter (12) weist an der Oberseite einen Flanschverschluß (21) auf, durch den ein senkrechtes Abwasser-Druckrohr (22) hindurchverläuft. In den Ausführungsbeispielen sind in einem Schachtbehälter (10) jeweils zwei Druckbehälter (12) nebeneinander angeordnet, deren aufsteigende Abwasser-Druckrohre (22) sich an den oberen Enden vereinigen und in ein die Wand des Schachtbehälters (10) radial durchdringendes äußeres Ablaufrohr (23) für das Abwasser übergehen. Auch in jedem Abwasser-Druckrohr befindet sich oberhalb des Druckbehälters (12) ein Absperrorgan (20). Das Abwasser-Druckrohr (22) reicht innerhalb des Druck­ behälters (12) bis fast auf den Boden, von dem es jedoch einen geringen Abstand einhält, der als Einströmspalt (24) wirkt. Hier kann also in dem Druckbehälter (12) befindliches Abwasser in das Abwasser-Druckrohr (22) gelangen und über dieses Rohr und das äußere Ablauf­ rohr (23) den Schachtbehälter (10) verlassen.

Zur Förderung des Abwassers ist in dem Schachtbehälter (10) im oberen Bereich ein Kompressor (25) aufgestellt, der Druckluft über eine Rohrleitung (26) in den Druck­ behälter (12) einfördern kann. Die Rohrleitung (26) mündet an dem Flanschverschluß (21) druckdicht in den Druckbehälter (12) ein. Die Rohrleitung (26) ist außerdem über Absperrventile (27) mit dem Vorlaufbe­ hälter (15) bzw. (16) verbunden, die von einer den Kompressor ein- und ausschaltenden Steueranlage be­ tätigt werden.

Das Abwasser strömt über das äußere Zulaufrohr (17) in den Vorlaufbehälter (15) bzw. (16) der Anlage ein. Von hier aus gelangt es über das Abwasser-Zulaufrohr (18) jeweils in einen der beiden Druckbehälter (12). Wenn es hier einen vorgesehenen Höchststand erreicht hat, wird der Kompressor (25) eingeschaltet, der Druckluft in den oberen Bereich des Druckbehälters (12) fördert. Infolge des Druckes schließt sich die Verschlußklappe (19) so daß weder Druckluft noch Abwasser in den Vorlaufbehälter (15) bzw. (16) gelangen können. Der Luftdruck in dem Druckbehälter (12) bewirkt sodann das Ausströmen des Abwassers durch das Abwasser-Druckrohr (22) und das äußere Ablaufrohr (23) aus dem Druckbehälter (12) und dem Schachtbehälter (10). Während dieser Leerung des einen Druckbehälters (12) kann anfallendes Abwasser aus dem Vorlaufbehälter (15) bzw. (16) in den anderen Druckbehälter (12) fließen. Nachdem der Druckbehälter (12) bis zum unteren Flüssigkeitsstand des Abwassers geleert worden ist, werden die Ventile (27) umgeschaltet, so daß die Luft, die sich mit Überdruck in dem einen Druckbehälter (12) befindet, durch die Rohrleitung (26) in den oberen Teil des Vorlaufbehälters (15) bzw. (16) strömen kann, wodurch der Überdruck in dem Druckbehälter (12) abgebaut wird. Während jetzt der Kompressor Druckluft in den anderen Druckbehälter (12) eines Schachtbehälters (10) hineindrückt, um diesen zweiten Druckbehälter (12) vom Abwasser zu entleeren, kann neues Abwasser aus dem Vorlaufbehälter (15) bzw. (16) durch das Abwasser-Zulaufrohr (18) in den ersten Druckbehälter (12) hineinfließen, weil die Verschlußklappe (19) infolge des Fehlens des Gegendrucks sich nun öffnet. Der Schachtbehälter (10a) gemäß Fig. 3 und 4 der Zeichnung unterscheidet sich von dem Schachtbehälter (10) gemäß Fig. 1 und 2 der Zeichnung nur dadurch, daß im Schachtbehälter (10a) der Vorlaufbehälter (16) in dem Baustoff des Schachtbehälters (10a) eingeformt ist, während der Vorlaufbehälter (15) in dem Schacht­ behälter (10) als unabhängiges Gefäß dort aufgestellt ist.

Claims (10)

1. Pneumatische Abwasser-Hebeanlage mit einem Schachtbehälter, der aus einem Baustoff, wie Beton, glasfaserverstärkter Beton, Kunststoff, glasfaserverstärkter Kunststoff o. dgl., besteht und mindestens einen Druckbehälter mit einem Abwasser-Zulaufrohr und einem für die Abförderung vorgesehenen Abwasser-Druckrohr sowie einen Kompressor enthält, dessen Druckseite über eine Rohrleitung mit dem Druckbehälter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (12) aus dem Baustoff des Schachtbehälters (10, 10a) besteht und in dem Schachtbehälter (10, 10a), einstückig mit diesem, eingeformt ist.

2. Hebeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckbehälter (12) an seiner inneren Oberfläche mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung versehen ist.

3. Hebeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die innere Beschichtung des Druckbehälters (12) aus Kunststoff besteht.

4. Hebeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die innere Beschichtung des Druckbehälters (12) aus einem Edelstahlblech besteht.

5. Hebeanlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Druckbehälter (12) befindliche Ende des Abwasser-Zulaufrohrs (18) mit einer dort stirnseitig angeordneten Verschlußklappe (19) versehen ist.

6. Hebeanlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Druckbehälter (12) angeordnete Ende des Abwasser-Druckrohrs (22) sich im Bereich des Bodens des Druckbehälters (12) unter Einhaltung eines als Einströmspalt (24) wirkenden Abstandes befindet.

7. Hebeanlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schachtbehälter (10, 10a) ein Vorlaufbehälter (15, 16) angeordnet ist, in welchen das Abwasser-Zulaufrohr (18) des Druckbehälters (12) und ein die Schachtbehälter­ wand durchdringendes äußeres Zulaufrohr (17) einmünden.

8. Hebeanlage nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlaufbehälter (15) ein von dem Schachtbehälter (10) unabhängiger transportabler Behälter ist.

9. Hebeanlage nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlaufbehälter (16) aus dem Baustoff des Schachtbehälters (10a) besteht und mit diesem einstückig ausgeführt ist.

10. Hebeanlage nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schachtbehälter (10, 10a) zwei Druckbehälter (12) eingeformt sind.