DE4215002A1 - Siebrechenanordnung fuer regenueberlaufbecken - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Siebrechenanordnung für Regen­ überlaufbecken, Hochwasser-Entlastungsanlagen und dgl. gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei starken Regenereignissen können die einer Kläranlage zufließenden Abwässer nicht mehr als Ganzes dem Klärprozeß zugeführt werden, weil die Kapazität von Kläranlagen nicht für die höchstmögliche Zuflußmenge ausgelegt wird. Den Klär­ anlagen werden aus diesem Grunde Regenüberlaufbecken vorgeschaltet, in welche das ankommende Wasser vorerst eingeleitet wird. Solange die ankommende Menge von der Kläranlage aufgenommen werden kann, fließt kein Wasser einem Vorfluter oder direkt einem Gewässer zu. Übersteigt die ankommende Wassermenge die Kapazität der Kläranlage, so wird der die Kapazität übersteigende Teil abgeleitet. Um den­ noch die gröbsten Verunreinigungen, insbesondere die aufschwimmenden, zurückhal­ ten zu können, wird das Wasser durch Siebe oder Rechen durchgeleitet. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Wasser von unten nach oben durch solche Siebe oder Rechen hindurchzuleiten, um nach dem Regenereignis die zurückgehaltenen Verunreinigungen ebenfalls der Kläranlage zuführen zu können. Solche von unten nach oben durchströmte Siebe oder Rechen müssen auch während des Betriebes, d. h. während der Durchflutung, periodisch gereinigt werden, um ein Zusetzen zu ver­ hindern, um einen Rückstau und damit eine Veränderung der hydraulischen Verhält­ nisse in der gesamten Anlage zu verhindern.

Aus der europäischen Patentanmeldung 03 58 952 ist ein Siebrechen bekannt, der aus einer großen Anzahl nebeneinander angeordneten, in einem als Spannvorrichtung dienenden Rahmen gespannt gehaltenen dünnen Stäben besteht. Auf der Seite des Siebes sind Ketten angebracht, mit denen ein Zähne tragender Wagen längs des Rechens hin und her verschiebbar ist. Die auf dem Wagen angeordneten Zähne sind starr oder beim Rückwärtshub schwenkbar angeordnet. Dieser bekannte Siebrechen ist sehr aufwendig in der Herstellung und weist im verschmutzten Wasser umlaufende Teile wie Zahnräder, Ketten, etc. auf. Eine sol­ che Konstruktion ist für den Einsatz in Abwässern ungeeignet und anfällig auf Störungen. Im weiteren müssen die dünnen, sich über die gesamte Länge des Sieb­ rechens erstreckenden Stäbe mittels einer Spannvorrichtung gespannt gehalten werden, um zu verhindern, daß größere Verunreinigungen mit dem durchfließenden Wasser die Stäbe spreizen und durch diese hindurchtreten können. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß der Antriebsmotor für die Ketten durch Sensoren in den Endpositionen des Rechens umgeschaltet wer­ den muß. Beim Versagen eines der Sensoren können Schäden an den Stäben, dem Motor oder den Rechenzähnen entstehen. Bei einer Beschädigung eines der Teile der Anlage besteht die Gefahr einer Verstopfung des ganzen Siebrechens und damit ein Rückstau in die Abwasseranlage.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Siebrechenanordnung für Regenüber­ laufbecken zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Vorrichtungen behebt und ohne Steuerungselemente auskommt und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Überraschenderweise gelingt es, mit der erfindungsgemäßen Siebrechenanordnung während eines Regenereignisses den Rechendurchflußquerschnitt kontinuierlich zu reinigen und den Durchflußquerschnitt frei zu halten. Die auf einem Kreis­ bahnabschnitt längs den Stäben geführten Zähne tauchen an den Enden der Stäbe im Bereich der Umkehrpunkte der Pendelbewegung teilweise aus der Durchdringung zu­ rück. Durch dieses Ein- und Austauchen erfolgt eine kontinuierliche Selbstrei­ nigung der Zähne durch eine Relativbewegung der Zähne senkrecht zur Oberfläche der Stäbe. Dadurch können an den Stäben anliegende Verunreinigungen abgehoben und zur Seite transportiert werden. Die Zähne sind lose auf zwei Stäben an der Kammbasis aufgereiht und werden durch Distanzscheiben unterschiedlicher Dicke festgehalten. Dadurch ergibt sich eine völlig starre Ausführung in Bewegungs­ richtung der Zähne und eine hohe Elastizität quer zur Bewegungsrichtung. Die den Kamm tragende Schwenkachse liegt außerhalb des Mischwassers, und es müssen da­ her keine teuren Maßnahmen getroffen werden, um die Schwenklager gegen Verschmutzung zu schützen. Mit einem einfachen Kurbelantrieb, dessen Kurbel vor­ zugsweise axtal elastisch ausgebildet ist, kann der Rechen ohne irgendwelche mechanische oder elektrische Steuerungselemente und Sensoren betrieben werden. Die auf der Zuflußseite an den Stäben befestigten Rundprofile bewirken, daß die Verunreinigungen sich nicht zwischen den Stäben verklemmen können und eine Beschädigung einzelner Zähne oder der gesamten Mechanik ausgeschlossen werden kann.

Die Anlage ist leicht in Baugruppen aufzuteilen, welche durch genormte, nur 600 mm Durchmesser aufweisende Mann- oder Serviceöffnungen hindurch nachträglich in bestehende Anlagen einbaubar sind. Für lange Überfallbereiche können mehrere Elemente nebeneinander angeordnet werden.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläu­ tert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht der Siebrechenanordnung von vorne,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Siebrechenanordnung,

Fig. 3 eine ausschnittweise Darstellung des Kammes und eines Siebes in größerem Maßstab,

Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines schwenkbaren Kammbereiches und

Fig. 5-7 je einen Querschnitt durch ein Regenbecken.

In einem rechteckigen, aus Profilrohren oder Winkelprofilen hergestellten Rahmen 2 sind parallel und mit gegenseitigem Abstand nebeneinander Stäbe 3 eingesetzt und bilden einen Siebrechen 4. Die Stäbe 3 bestehen aus einem hochgestellten Flacheisen 5 und je einem Rundstab 7, der an der Unterkante der Flacheisen 5 befestigt ist. Selbstverständlich könnten die Stäbe 3 auch als Profil gezogen sein (Fig. 3). Der Rahmen 2 liegt z. B. auf der Überlauföffnung 9 bzw. den die Überlauföffnung 9 seitlich begrenzenden Wänden 11 in einer Abwasseranlage. Der Rahmen 2 kann auch innerhalb eines von unten nach oben durchfluteten Kanales in einem Regenbecken 61 eingesetzt sein.

Über dem Rahmen 2 ist ein Gestell 13 aufgebaut, an dessen oberer Traverse 15 an einer Lasche 16 ein um die Achse A schwenkbarer Kamm 17 gelagert ist. Die tra­ gende Funktion des Gestelles 13 bzw. der oberen Traverse 15 könnte selbstver­ ständlich auch durch das Bauwerk übernommen werden. D.h. die Lasche 16 könnte direkt an der Decke des Bauwerkes befestigt sein. Damit würde das Gestell 13 entfallen. Der Kamm 17 besteht aus einer zwei Wellenzapfen 21 tragenden oberen Traverse 23, welche im Gestell 13 um die Achse A schwenkbar gelagert ist, einer Zwischen­ traverse 25 sowie die obere Traverse 23 und die Zwischentraverse 25 verbindende Schwenkarme 27. Stützarme 37, die an der Zwischentraverse 25 befestigt sind, sind durch zwei Rohre 29, 30 miteinander verbunden. Auf den Rohren 29 und 30 sind Seite an Seite flache Kammzähne 31 aufgereiht. Zwischen den einzelnen Zähnen 31 mit je zwei Löchern sind am oberen Rohr 29 je eine Distanzscheibe 33 und am unteren Rohr 30 je eine Distanzscheibe 35 eingesetzt. Die Distanzscheiben 33 weisen eine größere Höhe bzw. Dicke auf als die Distanzscheiben 35. Die Zähne 31 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff und weisen im oberen Bereich einen rechteckförmigen Querschnitt auf, der am unteren, zwischen die Stäbe 3 eintauchenden Ende trapezförmig verjüngt ist. Die Dicke der Zähne 31 ist gering­ fügig kleiner als die Breite des Zwischenraumes zwischen den Rundstäben 7 an der unteren Kante der Stäbe 3. An der oberen Traverse 23 ist ein Hebelarm 39 mit einem gabelartigen Ende 41 angeschweißt. In das gabelartige Ende 41 greift eine Kurbelstange 43 ein und ist gelenkig mit diesem verbunden. Das andere Ende der Kurbelstange 43 ist mit einem Kurbelzapfen 45 auf einer Kurbelscheibe oder einem Kurbelarm 47 befestigt. Die Kurbelscheibe 47 sitzt auf der Welle 49 eines mit einem Antriebsmotor 51 verbundenen Getriebes. Die Kurbelstange 43 kann mit einem axtal wirkenden Feder- oder Dämpfelement bestückt sein, das bei Überschreiten einer vorgebbaren Kraft eine Verkürzung oder Verlängerung der Kurbelstange 43 zuläßt. Im weiteren kann die Verbindung zwischen der Kurbelstange 43 und der Kurbel 45 bei Überlast aus­ rastbar ausgebildet sein. Die Antriebseinheit 55, bestehend aus Motor 51 und Getriebe kann selbstverständ­ lich auch direkt an der Decke oder der Wand des das Regenüberlaufbecken aufneh­ menden Bauwerkes befestigt sein. Anstelle der Antriebseinheit 55 kann ein elek­ trischer, pneumatischer oder hydraulischer Zylinder 56 als Antrieb (Linear­ antrieb) verwendet werden (in gebrochenen Linien in Fig. 1 angedeutet).

Sowohl die im Rahmen 2 befestigten Stäbe 3, als auch die Zähne 31 sind elastisch ausgebildet und können seitlich bis zu einem bestimmten Ausmaß ausweichen.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Bei einem Regenereignis tritt in Richtung des Pfeiles C Feststoffe 57 mitführen­ des Abwasser von unten nach oben durch den von den Stäben 3 gebildeten Sieb­ rechen 4. Die mitgeführten Feststoffe 57 werden vom fließenden Wasser an die Unterseite der Stäbe 3 herangeführt und an diesen festgehalten. Damit eine kon­ tinuierliche Durchflußmenge aufrechterhalten werden kann, wird der Kamm 17 durch den Antrieb 55 über die Kurbelstange 43 in eine Pendelbewegung versetzt. Bei dieser Pendelbewegung tauchen die Zähne 31 zwischen den Stäben 3 in den Rechen 4 ein. Die Eintauchtiefe erhöht sich vom Rand bis zur Mitte sukzessive und verringert sich anschließend wieder. Der Wechsel der Eintauchtiefe bewirkt eine kontinuierliche Reinigung der Zähne 31 und der Stäbe 3. Die an der Unter­ seite anhaftenden Verunreinigungen 57 werden durch die Pendelbewegung des Kammes 17 zur Seite des Rechens 4 geschoben und fallen am Ende des Regenereignisses, wenn der Wasserdurchfluß aufhört, zurück in das Becken und werden danach auto­ matisch der Kläranlage zugeführt.

Falls sich ein mit dem Abwasser herangeführter Gegenstand zwischen zwei Stäbe 3 schieben sollte, können die Stäbe 3 dank ihrer Elastizität seitlich ausweichen, bis der Gegenstand von den Zähnen 31 weggeschoben wird. Erleichtert wird das Durchschieben durch die Stäbe 3 dadurch, daß der engste Querschnitt zwischen zwei benachbarten Stäben 3 an den Rundeisen 7 liegt und daß ein einmal zwischen den Rundeisen 7 hindurchgeschobener Gegenstand im dahinterliegenden, von den beiden Flacheisen 5 gebildeten größeren Zwischenraum ohne weiteres hindurchge­ führt werden kann. Für große Überlaufquerschnitte können zwei oder mehr Siebrechenanordnungen nebeneinander gestellt werden, wobei jede Anordnung einen eigenen Antrieb auf­ weist oder mehrere Anordnungen einen gemeinsamen Antrieb besitzen. Anstelle von in Schwenkrichtung starr angeordneten Zähnen 31 können auch solche vorgesehen werden, die bei Auftreten eines Widerstandes gegen die Kraft einer Feder ausschwenken. In der Ausführung und Fig. 4 sind die Zähne 31 auf dem Rohr 30 in Richtung der Pfeile B schwenkbar und werden paketweise zwischen zwei Stegen 37 vom Rohr 29 zusammengehalten. Zwei zwischen der Zwischentraverse 25 bzw. der Laschen 90 und dem Rohr 29 eingespannte Federn 26 halten das Zähnepaket während des Betriebes in senkrechter Lage. Bei Auftreten eines Widerstandes kön­ nen die Zähne 31 paketweise schwenken und über den verstopften Bereich hinweg­ gleiten. Am Gestell 13 angebrachte Schwenk- oder Anschlagbleche 34 bewirken ein Kippen der Zähne 31 am Ende jedes Hubes. Der Betrieb der Anlage muß nicht unterbrochen werden. Wenn kein Mischwasser mehr durch den Siebrechen 4 von unten nach oben hindurch­ tritt, d. h. nach Ende des Regenereignisses, kann die Schlußreinigung des Rechens 4 auf unterschiedliche Weise erfolgen. Es ist möglich, mittels einer Sprinkleranlage allfällig an der Unterseite des Rechens 4 hängengebliebene Ver­ unreinigungen von oben abzuspülen. Es ist auch möglich, die Reinigung mittels einer oberhalb des Rechens angeordneten Spülkippe durchzuführen, indem aus der Spülkippe ein energiereicher Wasserschwall auf die Oberfläche des Siebrechens 4 geleitet und die auf der Unterseite des Siebrechens 4 haftenden Verunreinigungen abgelöst und weggespült werden. Eine solche Spülvorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS-41 05 151.3 bekannt.

Die erfindungsgemäße Siebrechenanordnung, welche selbstverständlich nicht nur in Regenüberlaufbecken und Hochwasser-Entlastungsanlagen eingebaut werden kann, kann in vorteilhafter Weise in einer sogenannten Kombi-Schwallspülanlage einge­ setzt werden. Bei einer solchen Anlage wird in einer ersten Phase durch das zufließende Wasser das Regenbecken 61 gefüllt. Das Wasser fließt beim Füllen durch die geöffnete Verschlußklappe 62 hinter eine fest angeordnete Tauchwand 63 und von dort durch den Siebrechen 4 von unten nach oben hindurch und verläßt das Regenbecken 61 durch den Kanal 64 und gelangt zu einem Vorfluter. Nach Beendigung des Wasserzuflusses wird die Verschlußklappe 62 verschlossen und das Regenbecken 61 durch eine Pumpe oder durch ein Gefälle entleert. Nach der Ent­ leerung des Regenbeckens 61 wird die Verschlußklappe 62 schlagartig geöffnet und das hinter der Tauchwand 63 aufgestaute Wasser schießt mit hoher Geschwindigkeit durch die Öffnung der Verschlußklappe 62 über dem Beckenboden 65 und reinigt diesen in dem Sumpf 66. Gleichzeitig beim Nachuntenfließen des hinter der Tauchwand 63 gestauten Wassers reinigt der sich über dem Siebrechen 4 befindliche Teil des gestauten Wassers den Siebrechen 4 und reißt die an dessen Unterseite anhaftenden Verschmutzungen 57 mit in den Sumpf 66 (Fig. 5 und 6).

In einer Hochwasser-Entlastungsanlage gemäß Fig. 7 erfolgt die Reinigung des Siebrechens 4 nach dem Regenereignis durch eine Sprinkleranlage 167, welche über dem Rechen 4 angeordnet ist. Die Reinigung des Kanals 164, durch den das durch den Rechen gesiebte Wasser abfließt, kann durch eine Spülkippe 169 erfolgen. Damit die gröbsten schwimmenden Verunreinigungen, welche bei Pfeil 171 in das Bauwerk eintreten und auf der Wasseroberfläche schwimmen, vom Rechen 4 fernge­ halten werden können, kann eine Tauchwand 173 eingesetzt sein. Diese hält die Verunreinigungen stets im Bereich rechts des eintauchenden Teiles der Tauchwand.

Claims (10)

1. Siebrechenanordnung für Regenüberlaufbecken, Hochwasser-Entlastungsanlagen und dgl. mit einem aus parallel und mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneten Stäben hergestellten Rechen und einem längsverschiebbaren Kamm, dessen Zähne in die Zwischenräume der Stäbe eingreifend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamm (17) mit den Zähnen (31) an zwei Armen (27) befestigt und auf einem Kreisbahnabschnitt schwenkbar ist derart, daß die Zähne (31) an den beiden Umkehrpunkten im Bereich der Enden des Rechens (4) die kleinste und in der Mitte des Rechens (4) die größte Eintauchtiefe zwischen die Stäbe (3) erreichen.

2. Siebrechenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamm (17) an den Armen (27) um eine quer zu den Stäben (3) und über diesen liegende Schwenkachse (A) hin- und herschwenkbar ist.

3. Siebrechenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (27) mit dem Kamm (17) durch eine Kurbel (47) und eine Kurbelstange (43) oder durch einen Linearantrieb (56) oszillierend antreibbar sind.

4. Siebrechenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kur­ belstange (43) in axialer Richtung federelastisch ausgebildet und/oder bei Überlast aus der Kurbel (47) ausrastbar ausgebildet ist.

5. Siebrechenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zähne (31) in Schwenkrichtung starr und quer zur Schwenkrich­ tung elastisch gelagert und/oder ausgebildet sind.

6. Siebrechenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zähne (31) einzeln oder paketweise in Schwenkrichtung der Arme (27) federelastisch schwenkbar auf einem Rohr (30) gelagert sind.

7. Siebrechenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zäh­ ne (31) stabförmig ausgebildet und an ihrem nicht in die Zwischenräume zwi­ schen den Stäben (3) einzutauchen bestimmten Teil mit der Kammbasis verbun­ den sind.

8. Siebrechenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zähne (31) am hinteren Teil zwei Bohrungen aufweisen und auf zwei an den Armen (27) des Kammes (17) angeordneten Rohren (29, 30) aufge­ reiht angeordnet sind.

9. Siebrechenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Rohr (29) eine breitere Distanzscheibe (33) als auf dem anderen Rohr (30) zwischen den benachbarten Zähnen (31) eingesetzt ist.

10. Siebrechenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stäbe (3) des Rechens (4) aus einem hochkant angeordneten Flacheisen (5) und an den Unterkanten des Flacheisens (5) angebrachten Rund­ stäben (3) bestehen.