DE3821521C2 - Klärbecken - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Klärbecken nach dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1.
Bekanntlich haben Klärbecken in der Wasser-/Abwassertechnik die
Aufgabe, im Wasser befindliche Schmutzstoffe, die in der Regel
ein geringeres oder ein größeres spezifisches Gewicht als Wasser
haben, abzuscheiden. Für eine optimale Abscheidung ist es daher
entscheidend, daß das einlaufende Wasser möglichst gleichmäßig im
Klärbecken verteilt wird, damit die sogenannte Verweilzeit im
Becken ausgenutzt wird und die Schmutzstoffe ausreichend Zeit
haben, sich am Boden abzusetzen oder aufzuschwimmen. Auch das ab
laufende, von den Schmutzstoffen weitgehend befreite Wasser soll
möglichst gleichmäßig abgezogen werden, damit keine Kurzschluß
ströme entstehen. Diese würden Schmutzpartikel mitreißen.
Das zu klärende Wasser wird normalerweise zentral in das
Klärbecken eingetragen. Die Entnahme des geklärten Wassers
erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines sogenannten Überfall
wehrs. Es ist bekannt, das Überfallwehr von einer Leiste
zu bilden, die in der Höhe verstellt werden kann. Es ist
auch bekannt, die obere Kante der Leiste zahnartig auszu
bilden. Mit einer derartigen Leiste wird über den gesamten
Umfang des Klärbeckens ein annähernd gleichmäßiger Wasser
abzug erhalten. Dies jedoch nur dann, wenn annähernd Wind
stille ist. Bei merklichen Windströmungen stellt sich
jedoch im Klärbecken ein etwas schräger Wasserspiegel ein,
insbesondere bei Rundklärbecken. Der schräge Wasserspiegel
hat zur Folge, daß auf der Windabtriebseite überpropor
tional Wasser abfließt. Einige Zentimeter Differenz im
Wasserniveau können bereits zu erheblichen Abzugsdiffe
renzen führen, da die Ablaufmenge annähernd mit dem Quadrat
der Überfallhöhe steigt. Die nachteilige Folge ist, daß
Kurzschlußströme entstehen, die vermehrt Schlamm mitreißen
und den Ablaufwert verschlechtern.
Aus der CH-PS 229 433 ist ein Klärbecken bekannt, an dessen
Wand eine horizontale Leitung angeordnet ist. Diese Leitung
steht über Schlitze, die unterhalb des Wasserspiegels in der
Beckenwand vorgesehen sind, mit dem Innenraum des Klärbeckens
in Verbindung. Die Leitung ist mit einem Mündungsstück
versehen, dessen Überfall oberhalb der Leitung liegt. Auf
diese Weise soll zur gleichmäßigen Durchströmung und
Ausnutzung des Klärraumes der Ablauf über den
Ablaufquerschnitt gleichmäßig verteilt sein.
Aus der DE-OS 31 24 609 ist eine Abwasseranlage mit
einer vorgehängten Rinne bekannt die zum Abziehen von
Überlaufwasser in Absetzbecken oder zum Zuführen von
Schmutzwasser zur biologischen Klärung dient. Der Abzug aus
der Rinne bzw. die Zuführung über die Rinne erfolgt über einen
Überlauf, der in dem besonderen Fall als Zahnschwelle
ausgebildet ist. Eine aus der AT-PS 244 885 bekannte Eindick-
und Klassiervorrichtung weist ebenfalls eine Rinne mit einem
Überlauf auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Klärbecken
zu schaffen, bei dem die über den Rand oder das Wehr tretende
Flüssigkeit weitgehend unabhängig von Windeinflüssen ist und
das darüber hinaus in der Lage ist, auf einfache Weise
Schwimmschlamm zurückzuhalten.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Klärbecken
erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Klärbecken läuft die Flüssigkeit
nicht nach dem Überlaufprinzip ab, sondern über die Löcher in
dem vorzugsweise höhenverstellbaren Randabschnitt der Rinne.
Die Ablaufmenge ist zwar ebenfalls abhängig von dem Niveau im
Klärbecken, sie ist jedoch unterproportional im Verhältnis zur
Höhe relativ zum oberen Lochrand. Daher wirken sich
Niveaudifferenzen, hervorgerufen insbesondere durch
Windbeeinflussung, nur minimal aus.
Der durchgehende Abschnitt oberhalb der Löcher übt eine
Stauwirkung aus. Dabei ist dieser Stauabschnitt so ausgelegt,
daß ein Überlauf bei normalen Bedingungen, d. h. auch bei
starken Windströmungen vermieden wird. Steigt aus anderen
Gründen der Wasserspiegel im Klärbecken an, kann ein Überlauf
über die obere Kante erfolgen.
Dadurch daß die Rinne im Abstand zur Beckenwand angeordnet ist
und die der Beckenaußenwand zugeordnete Rinnenwand Löcher
aufweist, strömt das Wasser die Rinne von der Gegenseite an.
Die Rinne wirkt auf diese Weise als Tauchwand, so daß
Schwimmschlamm in jeder Betriebssituation sicher
zurückgehalten wird. Die Rinne kann auch in beiden
Rinnenwandungen Löcher aufweisen.
Stoffe mit einem spezifischen Gewicht kleiner als 1
schwimmen auf und bilden auf der Oberfläche den sogenann
ten Schwimmschlamm. Er wird normalerweise von den Löchern
zurückgehalten. Zumindest tritt er nur teilweise über die
Löcher aus, wobei die Menge von der Beschaffenheit des
Schwimmschlamms abhängt. Daher sieht eine Ausgestaltung
der Erfindung vor, daß im Stauabschnitt des Randabschnitts
bzw. der Lochleiste in Abständen Ablauffenster oder der
gleichen vorgesehen sind für das Abziehen des Schwimm
schlamms. Die Ablauffenster können gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung mit Verschlußvorrichtungen
versehen werden, so daß ein gezieltes Abziehen des Schwimm
schlamms von Zeit zu Zeit über die geöffneten Fenster er
möglicht wird. Wird hingegen der Wasserspiegel im Klär
becken so eingestellt, daß er nicht über die ganze Höhe
der Ablauflöcher geht, kann der Schwimmschlamm über die
Löcher ebenfalls abfließen.
In manchen Fällen soll der Schwimmschlamm nicht mit dem
über das Wehr abfließenden Wasser ausgetragen werden, viel
mehr durch geeignete Mittel zurückgehalten werden. Dies
läßt sich mit den oben beschriebenen eingetauchten Rinnen
bewerkstelligen. Es ist aber auch bekannt, eine sogenannte
Tauchwand dem Überfallwehr zuzuordnen. Die Tauchwand befin
det sich im radialen Abstand von der Innenseite der Klär
beckenwand, und ihre obere Kante liegt höher als die Ober
kante der Überfalleiste. Die untere Kante ist in das Wasser
eingetaucht. Der Schwimmschlamm wird auf diese Weise inner
halb der Tauchwand zurückgehalten, so daß nur weitgehend
vom Schlamm befreites Wasser über das Überfallwehr abgezo
gen wird. Hierfür ist ein erheblicher Zusatzaufwand erfor
derlich. Er besteht in dem Aufwand für das Material und die
Herstellung der Tauchwand und der zugehörigen Halterung an
der Klärbeckenwand. Bei der Erfindung kann die Funktion
einer Tauchwand auch von einer Lochleiste mit übernommen
werden. Diese wird zu diesem Zweck mit einem höheren un
durchlässigen Streifen oberhalb der Löcher versehen, die
auf diese Weise eine Stauwirkung entfalten. Entscheidend
ist jedoch, daß der Wasserspiegel oberhalb der Höhe der
Löcher ist, damit Schwimmschlamm nicht über die Ablauf
löcher austritt. Die Höhe oder Breite des undurchlässigen
Streifens oberhalb der Löcher kann zum Beispiel 10 bis
20 cm betragen.
Sind unterschiedliche Wassermengen zu erwarten und muß bei
jeder Wassermenge der Schwimmschlamm sicher zurückgehalten
werden, kann die Lochleiste oder die Lochrinne selbstver
ständlich mit einer zusätzlichen Tauchwand kombiniert wer
den.
Beim Zurückhalten von Schwimmschlamm ist erforderlich,
diesen getrennt abzuziehen. Hierzu ist bekannt, einen
Ablaufkasten vorzusehen. Der Ablaufkasten befindet sich
mit seiner oberen Einlauföffnung etwas oberhalb des Niveaus
des Wassers, während das Ablaufende über eine Leitung, die
durch die Klärbeckenwand hindurchgeht, nach außerhalb
geführt ist. Im Klärbecken sind üblicherweise rotierende
Räumgeräte angeordnet, die mit Hilfe von Schilden den
Schlamm zur unteren Abzugöffnung im Klärbecken fördern.
Es ist auch bekannt, mit einem derartigen Räumgerät ein
Schild, einen Schieber oder dergleichen zu verbinden, um
den Schwimmschlamm in den Ablaufkasten zu transportieren.
Bei Überfallwehren ist das Niveau des Wassers relativ kon
stant. Bei Verwendung einer Lochleiste mit Aufstaumöglich
keit für den Schwimmschlamm kann es zu einem schwankenden
Niveau kommen. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht daher
vor, daß der Ablaufkasten höhenverstellbar angeordnet ist.
Die Höhenverstellung kann beispielsweise mit Hilfe einer
Verstellspindel erfolgen, die mit dem Ablaufkasten verbun
den ist. Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, daß der Ablaufkasten schwimmfähig ist. Der Ab
laufkasten paßt sich auf diese Weise dem schwankenden
Niveau des Wassers an. Erforderlich ist indessen, daß auch
eine Anpassung der Ablaufleitung stattfindet. Diese weist
entweder eine teleskopische Verbindung von zwei Leitungs
abschnitten auf, die dichtend zusammenwirken, oder die
Ablaufleitung ist elastisch oder enthält einen elastischen
Abschnitt.
Wie zu erkennen, ist die Wirkungsweise der Erfindung un
abhängig von irgendwelchen Windeinflüssen auf das Wasser
im Klärbecken. Diese Maßnahme wird erzielt, ohne daß ein
Mehraufwand erforderlich ist. Wird der Lochrand oder die
erfindungsgemäße Lochleiste zugleich zum Zurückhalten von
Schwimmschlamm eingesetzt, findet sogar eine Verringerung
des Aufwandes statt. Eine aufwendige Tauchwand ist nicht
erforderlich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil des oberen Randes
eines Klärbeckens im Schnitt.
Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1 jedoch
mit einer abgewandelten Lochleiste.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 3.
Fig. 5 zeigt schematisch einen Ablaufkasten nahe einer
Klärbeckenwand.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Ablauf
kastens.
Fig. 7 zeigt schematisch einen Teil des oberen Randes eines
Klärbeckens im Schnitt in einer weiteren Ausführungs
form der Erfindung.
Fig. 8 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 7, mit einer
zusätzlichen Tauchwand.
Bevor auf die in den Zeichnungen darstellten Einzelheiten
näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der
beschriebenen Merkmale für sich oder in Verbindung mit
Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeu
tung ist.
Ein nicht gezeichnetes kreisförmiges Klärbecken weist eine
Wand 10 auf. An ihrem inneren oberen Ende ist eine Stahl
leiste 11 angebracht, die mit Hilfe von Klemmbügeln 12 an
der Wand 10 befestigt ist. Die Leiste 11 ist deutlich in
Fig. 2 zu erkennen. Sie weist eine Reihe von kreisrunden
Löchern 13 auf, die in Abständen eingeformt sind. Es ver
steht sich, daß auch andere Lochformen verwendet werden
können. In die obere Kante ist ein Fenster 14 eingeformt.
Derartige Fenster 14 können in Abständen von einigen Me
tern vorgesehen werden. Wie gestrichelt bei 15 angedeutet,
kann ein Schieber vorgesehen werden, um das Fenster 14 in
Richtung des Pfeils 16 zu öffnen.
Das Wasser im Becken befindet sich, wie dargestellt, auf
dem Niveau H. Das Niveau H ist unterhalb des oberen Punkts
der Löcher 13. Wasser kann mithin gemäß Pfeil 17 austreten
und nach außerhalb in einen das Becken umgehenden Graben
gelangen. Ist das Niveau derart, daß sich das Wasser staut,
tritt zwar mehr Wasser über die Löcher 13 aus, jedoch nicht
überproportional wie bei einer Überfallkante. Höhendiffe
renzen infolge von Windbeeinflussung führen zu einem An
stauen auf der Abwindseite, ohne daß die oben beschriebenen
schädlichen Erscheinungen eintreten. Bei einer zu großen
Höhendifferenz oder beim Ansteigen des Niveaus H kann das
Wasser, wie durch den gestrichelten Pfeil 18 angedeutet,
auch über die obere Kante der Leiste 11 treten.
In Fig. 3 und 4 dargestellte und gleiche oder ähnliche Teile
wie in Fig. 1 und 2 werden mit gleichen Bezugszeichen ver
sehen, denen ein Index a zugefügt ist. Die Leiste 11a unter
scheidet sich von der Leiste 11 dadurch, daß sie oberhalb
der Löcher 13a einen verhältnismäßig breiten undurchlässigen
Abschnitt 19a aufweist. Das Wasser kann daher bis zu einem
verhältnismäßig hohen Niveau oberhalb der Löcher 13a gestaut
werden, wie durch die Niveaus H1 und H2 in Fig. 3 angedeu
tet. Der Streifen 19a hat eine Breite von mindestens 5 cm.
Er dient zum Zurückhalten und Aufstauen von Schwimmschlamm.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 bzw. 3
und 4 sind die Leisten 11, 11a in bekannter Weise höhen
verstellbar angebracht.
Zur Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist noch zu
erwähnen, daß das Räumgerät, das normalerweise in derar
tigen Becken rotierend angeordnet ist, mit einem besonde
ren Schild oder dergleichen versehen wird, um den Schwimm
schlamm zu den Fenstern 14 zu befördern, damit er über die
Fenster 14 austreten kann. Dies ist zeichnerisch nicht
dargestellt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist eine obere Wand
eines Klärbeckens dargestellt mit ähnlichen Verhältnissen
wie in Fig. 3 gezeigt. Es sind daher gleiche Teile mit
gleichen Bezugszeichen versehen. Das Niveau H ist ober
halb der Löcher 13a. Im Klärbecken befindet sich ein Ab
laufkasten 20, der einen Ablauftrichter 21 aufweist mit
einem überstehenden Rand 22, um den ein ringförmiger
Schwimmkörper 23 angeordnet ist. Er trägt den Ablaufkasten
20, so daß er sich dem Niveau H des Wassers anpaßt. Wie
erkennbar, ist die Einlaufhöhe des Ablaufkastens 20 etwas
oberhalb des Niveaus H. Der Trichter 21 hat einen Ablauf
stutzen 24, der in das obere Ende eines Ablaufrohrs 25
eingesteckt ist. Zwei Dichtungen 26 dichten den Stutzen 24
im Rohr 25 ab, und zwar unabhängig von der Höhenlage des
Ablaufkastens 20.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist ein ähnlicher
Ablaufkasten 30 vorgesehen mit einem überstehenden Rand
31, unter dem ein ringförmiger Schwimmkörper 32 angeordnet
ist. Auch dieser Wasserablaufkasten kann daher dem ver
änderlichen Niveau H des Wassers folgen. Der Trichter des
Ablaufkastens 30 ist mit einem Leitungsstück 33 versehen,
der über ein flexibles Verbindungsstück 34 mit der Ablauf
leitung 35 verbunden ist, die wiederum, wie in Fig. 5 ge
zeigt, durch die Wand des nicht gezeigten Klärbeckens hin
durchgeführt ist. Die Leitung 35 kann daher stationär sein,
wobei das flexible Stück 34 die Leitungsverbindung auf
rechterhält, auch bei unterschiedlichen Niveaus H.
Es ist bekannt, daß bereits erwähnte Räumgeräte mit Schie
bern oder Schilden ausgestattet sind, um den Schwimmschlamm
in die Ablaufkästen zu befördern. Ein derartiger Schieber
kann auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5 und
6 vorgesehen werden. Eine derartige Vorrichtung ist in den
Fig. 5 und 6 nicht dargestellt.
Statt des flexiblen Rohrstücks 34 kann auch ein Drehgelenk
mit annähernd horizontaler Achse zwischen den Rohrab
schnitten 33, 35 in Fig. 6 verwendet werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist eine Außenwand 40
eines Klärbeckens im Schnitt zum Teil dargestellt, an deren
Innenseite in Abständen Auflager 41 angebracht sind. Sie
dienen zur Abstützung einer schematisch dargestellten
Rinne 42. Die Rinne 42 hat einen Abstand zur Beckenaußen
wand 40, so daß ein Zwischenraum 43 gebildet ist, in den
ebenfalls Wasser fließen kann, wie durch die beiden Pfeile
44 angedeutet. Der Wasserspiegel im Becken ist durch die
Markierung 45 angedeutet. In der zur Beckenaußenwand 40
zugekehrten Wand der Rinne 42 sind eine Reihe von Öffnun
gen geformt, wie bei 46 in einem Fall angedeutet. Die Öff
nungen entsprechen zum Beispiel den Öffnungen 13 des Loch
streifens 11 bei der Ausführungsform nach den Fig. 1
und 2. Es versteht sich, daß auch die andere Kanalwand mit
Öffnungen versehen werden kann, so daß Wasser entlang dem
gestrichelten Pfeil 47 in die Rinne 42 einströmen kann.
Die Funktion der Rinne entspricht in den oben beschriebenen
Ausführungsbeispielen dem Lochstreifen. Es ist daher nicht
notwendig, hierauf im einzelnen nochmals einzugehen.
Darüber hinaus bildet die Rinne 42 eine Tauchwand, die
verhindert, daß Schwimmschlamm in die Rinne 42 tritt und
mit dem relativ klaren Wasser abgeführt wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist eine vorgehängte
Rinne 42' auf einem Auflager 41 an einer nicht dargestell
ten Beckenaußenwand angebracht. Mit ihrem oberen Rand sind
Lochleisten 50, 51 höhenverstellbar verbunden. Die Rinne
42' kann zum Beispiel aus Stahlblech oder auch aus Beton
bestehen. Die Lochleisten bestehen vorzugsweise aus Stahl
blech. Über seitlich wegstehende schräg nach oben weisende
Arme, von denen einer bei 52 dargestellt ist, ist eine
Tauchwand 53 an der Innenseite der Rinne 42' angebracht.
Sie dient dazu, unabhängig vom Wasserstand Schwimmschlamm
in jedem Fall zurückzuhalten.
Claims (14)
1. Klärbecken mit einer vorgehängten Rinne (42), die am Rand
des Klärbeckens in einem Abstand zur Außenwand (40) des
Klärbeckens angeordnet ist und in die das Wasser vom
Klärbecken aus eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rinnenwand Löcher (46) für den Durchtritt von Wasser und
oberhalb der Löcher (46) einen durchgehenden Stauabschnitt
aufweist.
2. Klärbecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Löcher (46) in der der Außenwand (40) des Klärbeckens
zugewandten Rinnenwand angeordnet sind.
3. Klärbecken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
beide Rinnenwände Löcher (46) aufweisen.
4. Klärbecken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor
der der Außenwand (40) des Klärbeckens abgewandten
Rinnenwand eine Tauchwand (53) angeordnet ist.
5. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rinne (42) in der Höhe verstellbare
Lochleisten (50, 51) aufweist.
6. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stauabschnitt in Abständen mit
einem Ablauffenster (14) versehen ist.
7. Klärbecken nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ablauffenster (14) mit einem verstellbaren Verschluß (15)
versehen ist, vorzugsweise in Form eines Schiebers.
8. Klärbecken nach Anspruch 7, bei dem ein rotierend
angetriebenes Räumgerät im Klärbecken angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß am Räumgerät ein Abstreifschild
angebracht ist zum Fördern von
Schwimmschlamm zu den Ablauffenstern (14).
9. Verfahren zum Betrieb eines Klärbeckens nach den Ansprüchen
1 bis 8, bei dem zu klärende Flüssigkeit kontinuierlich
oder diskontinuierlich dem Becken zugeführt und ganz oder
teilweise vom Schlamm gereinigt über die Leiste und ggf.
Schwimmschlamm entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zufuhr der zu klärenden Flüssigkeit so gesteuert wird
oder die Größe und Anzahl der Löcher so festgelegt werden,
daß das Niveau im Klärbecken oberhalb der Löcher in der
Lochleiste ist.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
9, bei der im Klärbecken ein Ablaufkasten angeordnet ist
sowie ein Räumgerät mit einem den Schwimmschlamm fördernden
Schwimmschlammschild, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ablaufkasten (20, 30) in der Höhe verstellbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ablaufkasten über eine Verstellspindel in der Höhe
verstellt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ablaufkasten (20, 30) schwimmfähig ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ablaufleitung vom Ablaufkasten (20)
teleskopisch zusammenwirkende ineinander gedichtete
Leitungsabschnitte (24, 25) aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ablaufleitung (33, 35) des
Ablaufkastens (30) einen flexiblen Abschnitt (34) aufweist.
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Publications (2)
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8170 | Reinstatement of the former position | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: WABAG WASSERTECHNISCHE ANLAGEN GMBH, 95326 KULMBAC |
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: GLASER, BERND, 22457 HAMBURG, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |