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Absetzfaulraumanlage
Die Erfindung betrifft eine Absetzfaujaumanlage mit mehreren nacheinander von Schmutzwasser durchströmten Klärkammem, die innerhalb einer gemeinsamen Umfassungswand angeordnet und durch mit Durchflussöffnungen für das Schmutzwasser versehene Zwischenwände voneinander getrennt sind.
Es ist bekannt, derartige Anlagen als z. B. zylindrische Behälter bis zu einem Durchmesser von etwa 2, 50 m aus Beton-oder Stahlbetonringen herzustellen, die übereinander versetzt werden und die jeweiligen Zwischenwandteile als feste Einbauten aufweisen, die sich beim Übereinandersetzen der Ringe zu den fertigen Zwischenwänden ergänzen und zugleich die Durchflussöffnungen für das Schmutzwasser enthalten.
Bekannt sind auch Absetzanlagen, bei denen der Behälter eine ihn diametral durchsetzende Zwischenwand aufweist, wodurch eine den halben Behälterquerschnitt einnehmende Beruhigungskammer entsteht und wobei durch eine weitere Unterteilung weitere Klärkammern gebildet sind. Die im fertigen Behälter unter dem Wasserspiegel bzw. im Bereich der Schwimmschlammschicht liegenden Durchflussöffnungen sind meist als rechteckige Aussparungen der Zwischenwandteile ausgebildet. Sie können dabei durch senkrechte Zwischenrippen in schmale, nebeneinanderliegende Durchströmschlitze unterteilt sein.
Es sind aber auch in Wasserspiegelhöhe liegende Überläufe bekannt, die durch Tauchwände oder Tauchrohre gegen überströmen von Schwimmschlamm geschützt sind.
Alle diese bekannten Ausbildungen der aus vorgefertigten Ringbauteilen zusammengesetzten Absetzfaulraum-Behälter haben den Nachteil, dass infolge der bisherigen Formgebung und Anordnung der Durch- stroom-odeur Überlauföffnungen in horizontaler und vertikaler Richtung gebündelte Strömungen entstehen, die bedeutende vertikale Wasserbewegungen verursachen und undruchströmte Räume zur Folge haben.
Hiedurch wird die Absetzwirkung ungünstig beeinflusst.
Anderseits ist es bei grösseren mehrkammerigen Absetzbecken, die durch Aufmauerung aus Formsteinen oder durch Betonieren an Ort und Stelle hergestellt werden, zur Verbesserung einer die Absetzwirkung günstig beeinflussenden Wasserbewegung bekannt, zwischen den einzelnen Klärkammern jeweils nur einen schmalen senkrechten Durchströmschlltz nahe an. der Innenfläche der Umfassungswand des Beckens anzuordnen, dem jeweils ein die Strömungsrichtung des Schmutzwassers von der Umfassungwand ablenkender Strömungsansatz zugeordnet ist.
Die Anwendung solcher Durchströmschlitze bei aus ringförmigen Fertigbauteilen zusammengesetzten Behältern konnte bisher nicht verwirklicht werden, weil die Schlitze die feste Verbindung der Zwischenwandteile des jeweiligen Fertigbauteiles mit dessen Umfangswandung in solchem Masse beeinträchtigten, dass die Fertigteile ohne Bruchgefahr nicht transportiert und eingebaut werden konnten. Ausserdem hat die bisherige Kammeranordnung und-einteilung in den verhältnismässig engen Behältern nicht die Möglichkeit einer genügenden Beruhigung der Wasserbewegung vor dem Durchströmen in die Klärkammern gegeben.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine aus Beton- oder Stahlbetonringen bestehende Absetzfaulraumanlage geschaffen werden, bei der in Verbindung mit einer günstigen Kammereinteilung die Klärkammern, wie bei grösseren Anlagen dieser Art bekannt, jeweils nur durch einen strömungstechnisch vor-
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teilhaften senkrechten DUIchsnömscb1itz miteinander verbunden sind, bei der aber für den Transport und
Einbau der ringförmigen Fertigteile die Bruchgefahr für diese Teile weitgehendst ausgeschaltet ist.
Die Erfindung geht aus von einer Absetzfaulraumanlage, bei der der Behälter eine ihn diametral durchsetzende Zwischenwand aufweist, wodurch eine den halben Behälterquerschnitt einnehmende Be- ruhigungskammer entsteht und wobei durch eine weitere Unterteilung weitere Klärkammern gebildet sind.
Die wesentlichen Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass zwischen den einzelnen Kammern jeweils nur ein senkrechter schmaler Durchflussschlitz angeordnet ist, der seitlich durch zwei versetzt einander gegenüberliegende Kanten eines an sich bekannten, von der Umfassungswand nach innen vorspringenden
Ablenkansatzes und der jeweiligen, im Abstand von der Innenfläche der Umfassungswand endenden Zwi- schenwand begrenzt und durch in den zur Bildung des Behälters dienenden Beton- oder Stahlbetonringen mindestens während des Transportes und des Einbaues derselben eingesetzte starre Verbindungen überbrückt ist, welche den oder die Zwischenwandteile des jeweiligen Beton-bzw. Stahlbetonringes bruchsicher mit dessen Umfassungswandung verbinden.
Hiebei können die Verbindungsglieder zwischen dem jeweiligen Zwischenwandteil und der Umfas- sungswand durch bleibende niedrige Beton- bzw. Stahlbetonstege gebildet sein, die bei dem fertig ge- bildeten Behälter den jeweiligen Durchflussschlitz im Bereich der Füllhöhe des Behälters ohne wesentliche
Beschränkung der Durchflusshöhe unterbrechen.
Wenn es jedoch erwünscht ist, dass der oder die senkrechten Durchflussschlitze für den Betrieb der
Anlage in ihrer ganzen Höhe frei bleiben, so können die Verbindungsglieder auch so ausgebildet sein, dass die jeweilige Zwischenwandung eines Beton- oder Stahlbetonringes mit dessen Umfassungswandung nur während des Transportes und des Einbaues der Ringe verbinden und nach dem Einbau der Ringe entfernt werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.
Es zeigen : Fig. 1 einen die Absetzfaulraumanlage bildenden Behälter mit zwei in ihm ausgebildeten Klärkammern im senkrechten Schnitt nach der Linie A - B der Fig. 2 ; Fig. 2 einen Querschnitt durch den Behälter nach der Linie C - D - E - F - G - H der Fig. 1 ; Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden senkrechten Schnitt durch einen Behälter mit drei Klärkammern nach der Linie A'-B'-C'-D* der Fig. 4 ; Fig. 4 einen Querschnitt durch den Behälter nach der Linie E'-F'-G'-H'der Fig. 3 ; Fig. 5 einen Detail-Querschnitt durch die Anschlussstelle eines Zwischenwandteiles an die Umfassungswand eines nur teilweise dargestellten Stahlbetonringes mit lösbar eingesetzten Verbindungsgliedern ;
Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch die Anschlussstelle nach der Linie B"-C"der Fig. 5 ; Fig. 7 eine Ansicht der Anschlussstelle von der Linie Du-Ein der Fig. 6 aus gesehen und Fig. 8 einen der Fig. 5 entsprechenden Detail-Querschnitt mit einem anders ausgebildeten lösbaren Verbindungsglied.
Die die Absetzfaulraumanlage gemäss der Erfindung bildenden Behälter sind in an sich bekannter Weise aus vorgefertigten Beton- bzw. Stahlbetonringen l, 2, 3, 4 und 5 gebildet, die an der Einbaustelle übereinander versetzt und oben durch eine Abdeckung 15 mit Kontrollöffnung 35 versehen werden, die durch einen nicht dargestellten Deckel verschliessbar ist. Der unterste Ringbauteil 5 kann, wie im rechten Teil der Fig. 1 und 3 dargestellt ist. mit einem bei der Herstellung des Bauteiles mitbetonierten Boden 6 versehen sein. Der Behälter kann aber auch, wie im jeweils linken Teil der Fig. 1 und 3 gezeigt ist, einen Boden 6'aufweisen, der an Ort und Stelle betoniert ist oder als Fertigteil für sich allein eingebaut wird.
Wie aus den Querschnittsdarstellungen nach Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, weist der Behälter gemäss der Erfindung eine ihn diametral durchsetzende Zwischenwand 7 auf, auf deren einer Seite eine etwa den halben Behälterquerschnitt einnehmende Beruhigungskammer I für das durch das Zuflussrohr 13 zufliessende Schmutzwasser angeordnet ist. Auf der andern Seite der Zwischenwand 7 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 eine weitere Klärkammer II angeordnet, an die das Abflussrohr 14 für das geklärte Wasser angeschlossen ist. Vor dem Einlass des Abflussrohres 14 ist eine Tauchwand 9 angebracht, die oberhalb des Wasserspiegels abgeschrägt ist, damit das abfliessende Abwasser durch die Kontrollöffnung 35 hindurch besser beobachtet und gegebenenfalls zur Untersuchung entnommen werden kann.
Die genaue Lage der Tauchwand 9 ist durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 angedeutet.
Beider Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 sind auf der der Beruhigungskammer I gegenüberliegenden Seite der Zwischenwand 7 zwei weitere Klärkammern II und ni angeordnet. Das Abflussrohr 14 geht hier von der Kammer III aus, wobei wiederum vor dem Abflussrohr 14 eine schräg verlaufende Tauchwand 9 entsprechend Fig. 1 und 2 angebracht ist. Die Klärkammern II und m sind durch eine Zwischenwand 8 voneinander getrennt. din etwa in der Mitte der Zwischenwand 7 und rechtwinkelig von dieser abzweigt.
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Bei der Ausführungsform nah Fig. 1 und 2 ist die Klärkammer II nicht über die gesamte Füllhöhe des Behälters ausgebildet, damit die erste, als Beruhigungskammer wirkende Klärkammer mit etwas mehr als dem doppelten Rauminhalt als die zweite Kammer II ausgebildet werden kann. Erfahrungsgemäss er- gibt sich hiebei die bmteklärwirkung. Auch wird hiedurch ermöglicht, dass bei günstigen Raumbemessun- gen für die Kammern I und n die Zwischenwand 7 im Grundriss gesehen mittig angeordnet werden kann. so dass auch bei Behältern mit geringem Innendurchmesser, z. B. 1, 00 m, die einzelnen Kammern noch bestiegen werden können. Ausserdem kann bei stark schlammhaltigem Abwasser der Schlammspeicherraum entsprechend grösser bemessen werden.
Die Klärkammer II endet demgemäss beider Ausführungsform nach
Fig. 1 und 2 mit dem zweiten Betonring von unten. der mit 4 bezeichnet ist, und ist hier durch den Zwi- schenboden 16 abgeschlossen. Gegebenenfalls könnten auch die Kammern II und III der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 in dieser Weise verkürzt ausgebildet sein.
Bei beiden Ausführungsformen ist gemäss der Erfindung zwischen den einzelnen Kammern I und U bzw. auch U und III jeweils nur ein schmaler senkrechter Durchflussschlitz 12 angeordnet. Dieser
Schlitz 12 ist dadurch gebildet, dass die Zwischenwand 7 bzw. bei der Ausfllhrungsform nach Fig. 3 und 4 auch die Zwischenwand 8 auf dem grössten Teil ihrer Höhe in einigem Abstand vor der Umfassungswand des Behälters enden und etwas versetzt zu diesem freien Ende der jeweiligen Zwischenwand 7 bzw. 7 und
8 ein von der Umfassungswand nach innen vorspringender Pfeiler oder Ansatz 10 angeordnet ist.
Diese
Ausbildung der Zwischenwände und die Anordnung solcher Pfeiler oder Ansätze 10 ist bei KlärbehäU= grosser Abmessungen, die aus Steinen aufgemauert oder an Ort und Stelle betoniert werden, an sich be- kannt und ergibt einen störungsfreien Durchfluss zwischen den schräg gegenüberliegenden senkrechten Kan- ten 12a und 12b der jeweiligen Zwischenwand 7 oder 8 und dem Pfeiler oder Ansatz 10, deralsAblak- ansatz dient, indem er die Strömung von der Umfassungswand ableitet und verhindert, dass sich eine an der Umfassungswand entlang schleichende gebündelte Strömung ausbildet.
Der Grad der Ablenkwirkung der Ablenkansätze 10 kann je nach Erfordernis durch Änderung der gegenseitigen Lage der senkrechten Kanten 12a und 12b des Ablenkansatzes und der jeweiligen Zwischen- wand verschieden gestaltet sein. Bei der Ausführung : form nach Fig. 1 und 2 mit zwei Klärkammern I und 11 liegen diese Kanten im Grundriss gesehen auf einer Linie, die mit der Mittellinie der Zwischenwand 7 einen Winkel von etwa 600 einschliesst, so dass das Wasser durch den Schlitz 12 in einer Richtung hindurchfliesst, die zur senkrechten Ebene der Zwischenwand 7 einen Winkel von etwa 300 bildet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist die Anordnung der Kanten 12a und 12b so, dass sie sich im Grundriss gesehen auf einer Linie schräg gegenüberliegen, die mit der Mittellinie der jeweiligen Zwischenwand 7 und 8 einen Winkel von etwa 450 einschliesst.
Auf diese Weise ergibt sich eine Hauptströmungsrichtung für das Abwasser, die mit der senkrechten Ebene der jeweiligen Zwischenwand einen Winkel von etwa 450 bildet.
Diese bestimmten Strömungsrichtungen sind gewählt, weil sich bei zahlreichen Versuchen mit durchsichtigen Modellen und auch in Anlagen natürlicher Grösse in der Praxis ergeben hat, dass diese Richtungen für eine Ablenkung der Strömung von der Umfassungswand und eine gleichmässige Durchströmung der Kammern bei Anlagen der dargestellten Ausführung am günstigsten sind. Wie bekannt, wird bei düsen- artiger Ausbildung eines Durchströmkanales, der sich um mehr als 70 von der Mittellinie weitet, bei Durchströmung der Kanal nicht mehr voll ausgefüllt, da sich die sich bündelnde Strömung von der Innenwandung der Düse abhebt. Dies würde auch geschehen, wenn in der Durchtrittsöffnung des Schlitzes bei einem Behälter nach der Erfindung ein gerichteter Kanal vorgesehen wäre.
Es würde dann die gebündelte Strömung im wesentlichen nur über einen verhältnismässig kleinen Raum der darauffolgenden Kammer strömen, und es würden grössere undurchströmte Räume an der Aussenwand und in der Mitte der Anlage zwischen den Trennwänden entstehen. Da aber die Durchtrittsschlitze 12 durch die beiden schräg gegen- überliegenden Kanten 12a, 12b gebildet werden, ist eine wesentliche Geschwindigkeitserhöhung nur in einem kleinen Bruchteil des Durchtrittsschlitzes erforderlich. Damit wird die Strömungsrichtung der einmal beschleunigten Wasserteilchen nicht in gleicher Weise fortgesetzt, sondern es tritt eine plötzliche Verringerung der Geschwindigkeit und ein sofortiges Verbreitern der Strömung zwischen der Trennwand und dem Ablenkpfeiler 10 ein.
Dass dieströmungsrichtung In der normalen Richtung zur Ebene des Durch- trittsschlitzes eintritt, wird in starkem Masse dadurch begünstigt, dass vor dem Durchtrittsschlitz ein freier Raum zwischen dem Ende der Zwischenwand und der Umfassungswand gebildet ist, der erfahrungsgemäss als Beruhigungsraum wirkt. In den senkrechten schmalen Durchtrittsschlitzen bei der Anlage nach der Erfindung werden die Wasserströmungen nur in geringem Masse in vertikaler Richtung gebündelt und vertikale Strömungen weitgehend vermieden. Das Abwasser strömt im wesentlichen nur in horizontaler Richtung von einer Kammer in die andere.
Einmal abgesunkene Schlammteilchen mischen sich bei solchen
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Durchtrittaöffnggen nicht wieder mit bereits entschlammtem Abwasser, um sich dann in den folgenden
Kammern erneut abzusetzen.
Der Anordnung von in solcher Weise günstig wirkenden Durchströrnschlitzen stand bisher bei Behäl- tern, die In bekannter'Weise aus übereinander versetzten ringförmigen Fertigbauteilen erstellt werden, die Schwierigkeit entgegen, dass die Schlitze die feste Verbindung der Zwischenwandteile der Fertigbau- teile mit deren Umfassungswand stark beeinträchtigten und daher damit gerechnet werden musste, dass die
Zwischenwandteile beim Transport oder dem Einbau der Fertigteile aus diesen herausbrechen würden. Um trotzdem solche Schlitze bei aus ringförmigen Fertigteilen zu errichtenden Behältern zu ermöglichen, sind gemäss der weiteren Erfindung dieZwischenwandteile 7', 8'der einzelnen Fertigteile an ihren freien
Enden bleibend und/oder vorübergehend mit der jeweiligen Umfassungswand in starre Verbindung ge- bracht.
Diese starre Verbindung kann, wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 - 4 durch niedrige bleibende Verbindungsstege 11 aus Beton oder Stahlbeton gebildet sein, die, wie bei den Ringen 3 und 4 der Fig. 1 und 3 dargestellt ist, jeweils im oberen und unteren Randbereich der Beton- bzw. Stahlbeton- ringe angeordnet sind und eine solch geringe Steghöhe haben, dass sie den Durchfluss des Wassers durch den schmalen Schlitz 12 nicht merklich unterbrechen.
Zusätzlich zu diesen bleibenden Verbindungen 11 oder für sich allein können aber an den einzelnen
Ringfertigteilen auch vorübergehende Verbindungsglieder angeordnet sein, die während des Transportes und beim Einbau der Fertigteile eine zusätzliche oder alleinige Sicherung gegen das Herausbrechen der
Zwischenwandteile 7', 8'aus den Fertigteilen darstellen, nach dem Einbau derselben aber zur Bildung eines auf ganzer Höhe durchgehenden Durchflussschlitzes 12 weggenommen werden.
In den Fig. 5 - 7 ist eine erste Ausführungsform solcher vorübergehender Verbindungsglieder dargestellt, bei der diese allein, also ohne die in den Fig. 1 - 4 dargestellten bleibenden Stege 11 angewendet werden. Bei dieser. Ausführungsform bestehen die Verbindungsglieder aus den Stahlhohlprofilen 22, die in den zwischen dem freien Ende der Zwischenwandteile 7'bzw. 8'und der Umfassungswand 1', 2', 3' usw. des entsprechenden, in diesem Fall aus Stahlbeton bestehenden Fertigbauteiles l, 2, 3 usw. so eingesetzt sind, dass sie bei fertig betoniertem Ring satt an den Beton der Umfassungswand und der Zwischenwand sowie seitlich an dem Beton des Ablenkansatzes 10'des betreffenden Ringes anliegen.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, sind für jeden der Stahlbetonringe I, 2, 3 usw. zwei Hohlprofile 22 angeordnet, von denen je eines im oberen und unteren Randbereich des Ringes liegt. Die Hohlprofile können, wie aus Fig. 5 im Zusammenhang mit Fig. 6 zu entnehmen ist, als einseitig offene bzw. fünfseitig geschlossene Kästen ausgebildet und aus entsprechenden Stahlplatten zug- und druckfest zusammengesetzt, z. B. zusammengeschweisst, sein. Diese Kästen sind durch Kopfschrauben 23 und Gewindedübel 24 starr mit dem Beton des entsprechenden Ringes 1. 2,3 usw. verbunden, wobei die Gewindedubel 24 für sich mit der Bewehrung 25 des Ringes vorzugsweise durch elektrische Verschweissung fest verbunden sein kann.
Wenn die so gebildete Verspannungsvorrichtung, wie sie in der Zeichnung wiedergegeben ist, in bzw. zwischen die Betonschalung eingesetzt, verschraubt und einbetoniert und dadurch mit der Umfasssungswand und dem Zwischenwandteil des Stahlbetonringes verbunden wird, wirkt die Verspannung ähnlich wie die bleibenden Verbindungsstege 11 nach den Fig. 1-4. Die Betonringe können dann mit einbetonierten Zwischenwandteilen 7', 8'aus der Fertigungshalle herausgerollt, verladen und in üblicher Weise versetzt werden. Ist ein Behälter aufgebaut, so wird die Verspannungsvorrichtung durch Lösen der Schrauben 23 herausgenommen.
Da die hydraulischen Beanspruchungen durch den Wasserdruck während des Betriebes oder auch Beanspruchungen beim Besteigen der Kläranlage sehr gering sind, können die Verspannungsvorrichtungen, ohne dass die Gefahr besteht, dass eine Zwischenwand während des Betriebes der Anlage herausbricht, entfernt werden. Der Schlitz 12 ist dann soweit durchgehend offen, wie es insbesondere In der Reinwasserzone für die Strömungsverhältnisse am günstigsten ist. Die am einen Ende freistehenden Zwischenwände erhalten im übrigen beim fertigen Behälter eine Verspannung unten in der Betonsohle oder werden bei einer nach oben durchgehenden Zwischenwand dadurch verspannt, dass der obere Teil der Zwischenwand mit der Umfassungswand verbunde. wird.
An Stelle von als Kästen ausgebildeten Hohlprofilen, die jeweils nur am oberen und unteren Ende einer Ringschicht angeordnet sind, können auch Hohlprofile in Form einer über die ganze Höhe der Ringschicht durchgehenden Stahlschiene angewendet werden, die wiederum zwischen Trennwand und Umfassungswand einbetoniert und nach dem Versetzen der Betonringe herausgenommen werden.
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