DE4007898C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Entkeimung von ge­ klärtem Abwasser, das einer Kläranlage durch einen offenen Abflußkanal entnommen wird, mit einer Einrichtung zur UV-Be­ strahlung des Abwassers.

Aus der FR 4 25 184 A ist eine Anlage zur Wasserentkeimung bekannt, bei welcher die Einrichtung zur UV-Bestrahlung ober­ irdisch im Zuge einer Rohrleitung angeordnet ist, welche ein hoch gelegenes Wasserreservoir mit einem tiefer gelegenen Wasserreservoir verbindet. Diese Anlage funktioniert ohne Energieaufwand für die Wasserförderung, wenn das Wasser aus dem hoch gelegenen Reservoir in das untere Reservoir strömt und das vorhandene Gefälle für den erforderlichen Wasser­ durchsatz durch die Bestrahlungseinrichtung ausreicht. Bei geringem Gefälle, wie das im allgemeinen für Abwasserkanäle zutrifft, muß jedoch das zu behandelnde Wasser einer ober­ irdisch angeordneten Bestrahlungseinrichtung unter Energie­ aufwand zugeführt werden.

Die FR 4 21 296 A zeigt eine andere Anlage dieser Art, bei welcher der Wasserdruck in der Zuleitung das zu behandelnde Wasser durch die oberirdisch angeordnete, mit der Bestrah­ lungseinrichtung versehene Rohrleitung fördert. Außer dem dafür erforderlichen Energieaufwand hat diese Einrichtung den Nachteil, daß der Überdruck in der Rohrleitung in Verbindung mit den vorgeschlagenen auswechselbaren UV-Strahlereinheiten zu enormen Dichtungsproblemen führt. Zudem muß zum Auswech­ seln der UV-Strahlereinheiten die Anlage stillgesetzt, d. h. der Wasserdurchsatz unterbrochen werden.

Es sind deshalb Anlagen der eingangs genannten Art entwickelt worden, welche ohne zusätzlichen Energieaufwand für die Was­ serförderung auskommen.

In bisherigen Anlagen dieser Art ist die Einrichtung zur UV- Bestrahlung in den Abflußkanal eingesetzt. Die einzelnen UV-Strahler sind von strahlendurchlässigen Schutzrohren um­ geben, welche den Wasserzutritt zu den UV-Strahlern verhin­ dern sollen. In der Regel weist die Einrichtung eine Mehrzahl von UV-Strahlern auf, die zusammen mit den diesen einzeln zugeordneten Schutzrohren gruppenweise zu modularen, einzeln austauschbaren Bausätzen zusammengefaßt sind. Dabei sind diese Bausätze so im Abflußkanal angeordnet, daß die UV- Strahler bzw. deren Schutzrohre gänzlich in das Abwasser ein­ tauchen. An der Oberseite der Bausätze befinden sich die elektrischen Armaturen zum Betrieb der UV-Strahler, die über Steckverbindungen mit einer elektrischen Versorgungseinheit verbunden sind (siehe z. B. EP 03 17 735 A2).

Solche Entkeimungsanlagen haben verschiedene Nachteile. Im Abflußkanal sind Halterungen für die UV-Bausätze vorzusehen, mit Führungen für die Montage und Demontage derselben, die mit Rücksicht auf das tief (etwa einen halben Meter unter dem Flurniveau) liegende Niveau des Abwassers entsprechend lang sein müssen. Ein weiteres Problem besteht darin, diese Halte­ rungen gegenüber der Kanalwand zuverlässig und dauerhaft ab­ zudichten, damit kein Abwasser an den UV-Bausätzen vorbei­ fließen kann. Durch Überfluten von mit Isolationsdefekten behafteten elektrischen Armaturen, z. B. unter ungünstigen Witterungseinflüssen, und durch Undichtheiten an den Fas­ sungen der Schutzrohre können elektrische Anlageteile mit Wasser in Berührung kommen, was zu Betriebsstörungen führen kann. Die Schadengefahr erhöht sich, wenn für die Überwa­ chung der Entkeimungsanlage Hilfspersonal eingesetzt wird, wie das meist üblich ist. Ein weiterer Nachteil besteht da­ rin, daß sich die Schutzrohre der im Einsatz befindlichen UV-Bausätze nur mechanisch reinigen lassen, was für die Ent­ fernung des auf der Außenoberfläche der Schutzrohre sich bildenden Belages in vielen Fällen nicht ausreicht. Zur wirk­ sameren chemischen Reinigung müssen die UV-Bausätze ausgebaut werden, da sonst die Reinigungsflüssigkeit unmittelbar in das Abwasser gelangen würde.

In der FR 4 33 368 A und der DE 22 13 658 A sind Einrich­ tungen zur Wasserbehandlung mit UV-Strahlen beschrieben, bei welchen die UV-Bausätze in Behältern angeordnet sind, denen das zu behandelnde Wasser ebenfalls im freien Durchfluß zu­ geführt wird. Mit dem Einbau eines derartigen Behälters in einen Abwasserkanal lassen sich aber die bei der zuvor be­ schriebenen Anlage nach der EP 03 17 735 A2 auftretenden Schwierigkeiten nur in geringem Maß beseitigen.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg, wie die den Gegenstand der Erfindung bildende Entkeimungsanlage verbessert werden kann, um die erwähnten Nachteile zu vermeiden, und zwar besteht die Erfindung darin, daß der Abflußkanal einen Oberwasser- und einen von diesem getrennten Niederwasser-Kanalabschnitt auf­ weist, daß die beiden Kanalabschnitte durch wenigstens eine oberirdisch angeordnete Rohrleitung miteinander verbunden sind, welche als Saugheber ausgebildet ist, und daß die Ein­ richtung zur UV-Bestrahlung in den Saugheber eingebaut ist.

Der Saugheber, auch als Winkelheber bezeichnet, stellt eine einfache Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten dar. Für den Betrieb des Saughebers, d. h. für die Überführung des Ab­ wassers vom Oberwasser-Kanalabschnitt in den Niederwasser-Ka­ nalabschnitt ist kein zusätzlicher Energieaufwand erforder­ lich. Aufgrund des unterschiedlichen Wasserniveaus in den beiden Kanalabschnitten strömt das Abwasser von selbst vom Oberwasser-Kanalabschnitt in den Niederwasser-Kanalabschnitt. Außerdem ist der Saugheber hinsichtlich des Flüssigkeits­ durchsatzes selbstregelnd. Bei zunehmendem Flüssigkeitsdurch­ satz sinkt die Niveaudifferenz zwischen Oberwasser und Nie­ derwasser, wodurch der Strömungsdruck und damit der Flüssig­ keitsdurchsatz nachläßt, und umgekehrt.

Eine Lösung dieser Art ist an sich bekannt aus der DE 26 22 637 B2, welche eine Bestrahlungseinrichtung mit in einem Durchlaufrohr angeordneten UV-Strahlern zum Gegenstand hat, wobei das Durchlaufrohr Endflanschen mit zentral angeordneter Wasserzuleitung bzw. -ableitung aufweist und die in der Strö­ mungsrichtung des Wassers verlaufenden länglichen UV-Strahler im Kreis um die Zu- bzw. Ableitung an den die Schutzrohre tragenden Endflanschen eingesetzt sind.

In Anlehnung an die bisherige Bauart kann die Einrichtung zur UV-Bestrahlung eine Mehrzahl von UV-Strahlern aufweisen, die gruppenweise zu modularen, einzeln austauschbaren Strahler­ batterien zusammengefaßt sind. Dabei können die UV-Strahler jeder Strahlerbatterie in an sich bekannter Weise in einer quer zur Strömungsrichtung des Abwassers verlaufenden Ebene angeordnet sein. Im Unterschied zu der herkömmlichen Bauart sind aber bei der praktischen Durchführung der Erfindung die Schutzrohre zur Aufnahme je eines UV-Strahlers nicht an den austauschbaren Strahlerbatterien angebracht, sondern in den Saugheber fest eingebaut.

Die oberirdische Anordnung der Einrichtung zur UV-Bestrah­ lung, die nicht in den Abflußkanal abgesenkt ist, sondern zu der das Abwasser herangeführt wird, hat den Vorteil, daß zur Montage der Strahlerbatterien keine aufwendigen Halterungen und Führungen benötigt werden, indem in den Saugheber fest eingebaute Schutzrohre deren Funktion übernehmen können. Außerdem treten dadurch keine zusätzlichen Dichtungsprobleme auf. Das Auswechseln der Strahlerbatterien und deren Über­ wachung im Betrieb werden durch die leichtere Zugänglichkeit vereinfacht. Undichtheiten an den Fassungen der Schutzrohre haben keinen Wassereintritt in den Innenraum derselben zur Folge, da die Rohrleitung im Betrieb als Saugheber unter Un­ terdruck steht und im Innenraum der Schutzrohre Atmosphären­ druck herrscht. Für die chemische Reinigung der Schutzrohre können die Strahlerbatterien in der Betriebslage verbleiben. Es ist lediglich der Saugheber zu entleeren und abzusperren, worauf eine Reinigungsflüssigkeit in den Saugheber eingelei­ tet und nach dem Reinigungsprozeß über eine separate Ablei­ tung wieder aus diesem entfernt werden kann. Dadurch wird die Wartung der Anlage wesentlich vereinfacht.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, daß der Saugheber ein Steigrohr mit einem in das Oberwasser eintauchenden, steil ansteigenden Rohrab­ schnitt und mit einem daran anschließenden, flach anstei­ genden Rohrabschnitt aufweist, daß die Einrichtung zur UV-Bestrahlung in den flach ansteigenden Rohrabschnitt des Saughebers eingebaut ist und daß das Steigrohr und ein in das Niederwasser eintauchendes Fallrohr durch einen hochge­ zogenen Überlaufbogen miteinander verbunden sind, dessen Überlaufkante höher liegt als der Wirkungsraum der Einrich­ tung zur UV-Bestrahlung.

Durch die hochgelegene Überlaufkante ist gewährleistet, daß die Einrichtung zur UV-Bestrahlung auf der ganzen aktiven Strahlungsfläche benetzt ist, unabhängig von einem allfäl­ ligen Druckabfall in der Rohrleitung. Das trifft beim Reini­ gungsprozeß auch für die Reinigungsflüssigkeit zu, wobei die hochgelegene Überlaufkante zudem ein Überlaufen der Reini­ gungsflüssigkeit in den Niederwasser-Kanalabschnitt ver­ hindert. Durch eine geringe Steigung des die Einrichtung zur UV-Bestrahlung enthaltenden Rohrabschnittes wird die genannte Wirkung noch begünstigt.

Zweckmäßigerweise ist an der Oberseite des Überlaufbogens ein Entlüftungsventil angebracht, das mit einer Saugpumpe zum Absaugen der Luft im Saugheber verbunden ist. Durch das Ab­ saugen der Luft wird der Saugheber in Gang gesetzt. Ferner ist die Saugpumpe gelegentlich in Betrieb zu setzen, wenn sich bei längerer Betriebsdauer im Überlaufbogen zuviel Luft angesammelt hat, die durch undichte Stellen eintritt oder aus dem Abwasser stammt. Zu diesem Zweck kann ein Sensor zur Überwachung des Wasserpegels im Überlaufbogen vorgesehen sein, der den Betrieb der Saugpumpe steuert.

Für die Durchführung des Reinigungsprozesses kann die Anord­ nung so getroffen sein, daß an der Eingangsseite des flach ansteigenden Rohrabschnittes des Steigrohres ein Absperrorgan und in Strömungsrichtung unmittelbar danach wenigstens ein Ventil zum Entwässern dieses Rohrabschnittes und für den Ein- und Auslaß einer Reinigungsflüssigkeit vorgesehen ist. Mit Hilfe des genannten Absperrorgans kann auch die Dichtig­ keit des Steigrohres, insbesondere der Fassungen der Schutz­ rohre geprüft werden.

Es besteht die Möglichkeit, den Saugheber mit allen hydrau­ lischen Armaturen zu dessen Betrieb und mit den elektrischen Armaturen sowie einer Versorgungseinheit für den Betrieb der Einrichtung zur UV-Bestrahlung als kompakte Baueinheit auszu­ bilden. Eine derartige Baueinheit kann betriebsfertig ab Fabrik geliefert und am Verwendungsort ohne große bauliche Maßnahmen aufgestellt und in Betrieb genommen werden.

Für eine ausreichende Entkeimung des Abwassers wird meist eine Vielzahl von Strahlerbatterien benötigt. Würde für alle erforderlichen Strahlerbatterien nur ein einziger Saugheber vorgesehen, so könnte dieser übermäßig lang werden, was im Hinblick auf seine Stabilität und Transportfähigkeit zu ver­ meiden ist. Außerdem wird bei einer großen Baulänge des Saughebers für die Entkeimungsanlage auch mehr Platz bean­ sprucht, z. B. in Abflußrichtung, wenn die beiden Kanalab­ schnitte hintereinander angeordnet sind. Unter diesen Um­ ständen kann es zur Erzielung einer kompakten Bauform der Anlage zweckmäßig sein, wenn die beiden Kanalabschnitte parallel zueinander verlaufen und mehrere, parallel arbei­ tende Saugheber quer zur Längsrichtung der Kanalabschnitte angeordnet sind.

Für die Betriebssicherheit kann es von Vorteil sein, Mittel zur automatischen Abschaltung der Strahlerbatterien vorzu­ sehen, die z. B. dann ansprechen, wenn die Saugpumpe über eine längere Zeit im Dauerbetrieb steht, was auf ein größeres Leck in der Rohrleitung hindeutet. Die genannten Mittel be­ wirken z. B. die Schließung des Absperrorgans und die Betäti­ gung eines Leckwarngerätes.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Der offene Abflußkanal, durch den das geklärte Abwasser einer Kläranlage entnommen wird, besteht aus einem Oberwas­ ser-Kanalabschnitt 1 und einem von diesem getrennten Nieder­ wasser-Kanalabschnitt 2. Die beiden Kanalabschnitte 1 und 2, die parallel zueinander verlaufen und unterschiedliches Was­ serniveau OW bzw. NW aufweisen, sind durch eine oberirdisch angeordnete, als Saugheber 3 ausgebildete Rohrleitung mitein­ ander verbunden. Das Steigrohr 4 des Saughebers 3 weist einen in das Oberwasser eintauchenden, steil ansteigenden Rohrab­ schnitt 5 und einen daran anschließenden, flach ansteigenden Rohrabschnitt 6 auf. In den flach ansteigenden Rohrabschnitt 6 ist die gesamthaft mit 7 bezeichnete Einrichtung zur UV-Be­ strahlung eingebaut. Das Steigrohr 4 ist mit dem in das Nie­ derwasser eintauchenden Fallrohr 8 des Saughebers 3 durch einen hochgezogenen Überlaufbogen 9 verbunden, dessen Über­ laufkante 10 höher liegt als der Wirkungsraum der Einrichtung 7 zur UV-Bestrahlung.

An der Oberseite des Überlaufbogens 9 ist ein Entlüftungs­ ventil 11 angebracht, das mit einer Saugpumpe 12 verbunden ist. Mit der Saugpumpe 12 wird die Luft im Saugheber 3 abge­ saugt, um die Strömung des Abwassers vom Oberwasser-Kanalab­ schnitt 1 in den Niederwasser-Kanalabschnitt 2 in Gang zu setzen.

Die Einrichtung 7 zur UV-Bestrahlung weist eine Mehrzahl von UV-Strahlern auf. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Hg-Dampf-Entladungsröhren, die im UV-C-Bereich arbeiten. Diese UV-Strahler sind gruppenweise zu modularen Strahler­ batterien 13 zusammengefaßt, die einzeln austauschbar sind. Im vorliegenden Beispiel enthält jede Strahlerbatterie 13 eine Anzahl UV-Strahler 14 (nur je einer sichtbar), die in einer quer zur Strömungsrichtung 15 des Abwassers verlau­ fenden Ebene angeordnet sind. Jeder UV-Strahler 14 ist von einem strahlendurchlässigen Schutzrohr 16 umgeben, das den Zutritt von Wasser zu der jeweiligen Entladungsröhre und deren elektrischen Anschlüssen verhindert. Diese Schutzrohre 16 sind mit geeigneten, Dichtungsmittel aufweisenden Fas­ sungen in den flach ansteigenden Rohrabschnitt 6 des Steig­ rohres 4 fest eingebaut. An der Oberseite jeder Strahler­ batterie 13 befinden sich jeweils die elektrischen Armaturen 17 zum Betrieb der UV-Strahler.

An der Eingangsseite des flach ansteigenden Rohrabschnittes 6 des Steigrohres 4 ist ein Absperrorgan z. B. in Form eines Schiebers 18 vorgesehen, mit dem der Betrieb des Saughebers 3 zum Reinigen der Schutzrohre 16 stillgelegt werden kann. Zum Entwässern dieses Rohrabschnittes 6 und für den Ein- und Aus­ laß einer Reinigungsflüssigkeit ist ferner ein Ventil 19 vorgesehen, das in der Strömungsrichtung 15 unmittelbar nach dem Schieber 18 angeordnet ist.

Der ganze Saugheber 3, der mit den hydraulischen Armaturen zu dessen Betrieb und mit den elektrischen Armaturen und einer nicht dargestellten Versorgungseinheit für den Betrieb der Einrichtung 7 zur UV-Bestrahlung als kompakte Baueinheit aus­ gebildet sein kann, ruht auf beispielsweise zwei Sockeln 20 und 21, welche neben der Trennung des Abflußkanals in zwei Kanalabschnitte den einzigen baulichen Aufwand für die In­ stallation der Entkeimungsanlage darstellen.

Eine von der beschriebenen abweichende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entkeimungsanlage kann darin bestehen, daß ein Teil der Einrichtung zur UV-Bestrahlung des Ab­ wassers im Saugrohr und ein anderer Teil derselben im Fall­ rohr des Saughebers angeordnet ist.

Claims (11)

1. Anlage zur Entkeimung von geklärtem Abwasser, das einer Kläranlage durch einen offenen Abflußkanal entnommen wird, mit einer Einrichtung zur UV-Bestrahlung des Abwassers, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußkanal einen Ober­ wasser-Kanalabschnitt (1) und einen von diesem getrennten Niederwasser-Kanalabschnitt (2) aufweist, daß die beiden Kanalabschnitte (1, 2) durch wenigstens eine oberirdisch angeordnete Rohrleitung miteinander verbunden sind, welche als Saugheber (3) ausgebildet ist, und daß die Einrichtung (7) zur UV-Bestrahlung in den Saugheber (3) eingebaut ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugheber (3) ein Steigrohr (4) mit einem in das Ober­ wasser eintauchenden, steil ansteigenden Rohrabschnitt (5) und mit einem daran anschließenden, flach ansteigenden Rohr­ abschnitt (6) aufweist, daß die Einrichtung (7) zur UV-Be­ strahlung in den flach ansteigenden Rohrabschnitt (6) des Steigrohrs (3) eingebaut ist und daß das Steigrohr (4) und ein in das Niederwasser eintauchendes Fallrohr (8) durch einen hochgezogenen Überlaufbogen (9) miteinander verbunden sind, dessen Überlaufkante (10) höher liegt als der Wir­ kungsraum der Einrichtung zur UV-Bestrahlung.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung (7) zur UV-Bestrahlung eine Mehr­ zahl von UV-Strahlern (14) aufweist, die gruppenweise zu modularen, einzeln austauschbaren Strahlerbatterien (13) zusammengefaßt sind.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahler (14) jeder Strahlerbatterie (13) in einer quer zur Strömungsrichtung (15) des Abwassers verlaufenden Ebene angeordnet sind.

5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß strahlendurchlässige Schutzrohre (16) zur Aufnahme je eines UV-Strahlers (14) in den Saugheber (3) fest eingebaut sind.

6. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite des Überlaufbogens (9) ein Entlüftungs­ ventil (11) angebracht ist, das mit einer Saugpumpe (12) zum Absaugen der Luft im Saugheber (3) verbunden ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor zur Überwachung des Wasserpegels im Überlauf­ bogen (9) vorgesehen ist, der den Betrieb der Saugpumpe (12) steuert.

8. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eingangsseite des flach ansteigenden Rohrabschnittes (6) des Steigrohrs (4) ein Absperrorgan (18) und in Strö­ mungsrichtung (15) unmittelbar danach wenigstens ein Ventil (19) zum Entwässern dieses Rohrabschnitts (6) und für den Ein- und Auslaß einer Reinigungsflüssigkeit vorgesehen ist.

9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Saugheber (3) mit allen hy­ draulischen Armaturen (11, 12, 18, 19) zu dessen Betrieb und mit den elektrischen Armaturen (17) sowie einer Versorgungs­ einheit für den Betrieb der Einrichtung (7) zur UV-Bestrah­ lung als kompakte Baueinheit ausgebildet ist.

10. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanalabschnitte (1, 2) parallel zueinander ver­ laufen und mehrere, parallel arbeitende Saugheber quer zur Längsrichtung der Kanalabschnitte angeordnet sind.

11. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Einrichtung zur UV-Bestrahlung des Abwassers im Saugrohr und ein anderer Teil derselben im Fallrohr des Saug­ hebers angeordnet ist.