Eläranlage zum Abscheiden von Schwebestoffen aus einer Flüssigkeit durch Absetzenlassen.
Die Wirkungsweise einer Kläranlage zum Abscheiden von Schwebestoffen aus einer Flüssigkeit durch Absetzenl'assen beruht dar- auf, die Schleppkraft des Fl ssigkeitsstromes durch Verringerung seiner Strömungsge- schwindigkeit vor bergehend herabzusetzen oder fast ganz aufzuheben, so da. 3 die Schwebestoffe, die spezifisch schwerer als die Fl ssigkeit sind, sich absetzen k¯nnen. Die Leistun, einer Kläranlage hängt davon ab, ob es gelin, ddie Geschrtwindigkeit möglichst aller Telle der behandeltem.
Flüssigkeit an allen Stellen des Elärraumes unter jenem Wert (Grenzgeschwindigkeit) zu halten, des sen Uberachreitunjg mit einer beträchtlichen Verringerung der Fallgeschwindigkeit der Sedimente verbunden ist und deren Absetzen verhindert bezW.bewirkt,dassabgesetzte Stoffe erneut in Suspension gelangen.
Bei den bisher bekannten Kläranlagen mit Klärraum leitet man die geklärte Flüssigkeit in der Regel an der Oberfläche der Elär- raumfüllung über feste oder bewegliche . ¯berfÏlle ab. Der den KlÏrraum in seiner ganzen H¯he durchflie¯ende Fl ssigkeitsstrom wird dabei spiralig nach oben in das über der ¯berfallkante meist nur wenige Zentimeter d nne Fl ssigkeitsband gewunden.
Bei vollem Flie¯wechsel aller Fl ssigkeitesteilchen bilden sich infolgedessen Wirbel, in denen eins erh¯hte Str¯mungsgeschwindigkeit herrscht und die durch ihr ungeordnetes Flie¯en den Absetzvorgang st¯ren bezw. be reita aLgesstzte Sedimente wieder aufwirbelm.
Zur Beseitigumg dieser Mängel ist vorgeschlagen worden, eine gelochte Wand oder ein Beruhigungsgitter vor dem als ¯berfall ausgebildeten Ablauf im Klärbecken anzu- ordnen.HierbeiwirddieFlüssigkeit im Elajraum das Beckens etwas angestaut gegen ber einem ringf¯rmigen Zwischenraum, der einerseits von der gelochten Wand und anderseits von der den Überfall bildenden Wand der Ablaufrinn e begrenzt wird.
Ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnung besteht aber darin, da¯ der ringf¯rmige Raum zwischen der gelochten Wand und der Ab laufrinne bei vermindertem Fl ssigkeitszulauf ebenfalls als Absetzkammer wirkt bezw. die Flüsisigkeitsgesehwindigkeit in ihm sich so vermindert, da. ss sich in ihm Stoffe ab- setzen un, in Fäulnis übergehen, da keine lllittel vorgesehen sind, um abgesetzte Stoffe aus dem ringförmigen Zwischenraum zu entfernen.
Es kommt hinzu, dass Kläranlagen für AbwÏsser nicht nur zur Abscheidung von Schwebestoffen, sondern meist auch als AusgleichsbehÏlter f r den Abwasserabflu¯ und zur Glättung von AbwasserweHen dienen, damit die Ableitung des Abwa ; ssers in den Vor- fluter oder in weitere Behandlungsanlagen gleichmässiger wird. Klärbecken mit festem Überfall lassen diese Nebenwirkung nicht oder nur unzureichend erzielen.
Das gleiche gilt praktisch auch für die bekannten ver änderlichen Überfälle mit teleskopartig ineinander schiebbaren Schwimmkörpern, da sich die einzelnen Abschnitte dieser beweg- lichen Überfälle leicht festsetzen und ihre H¯henlage erst ändern, wenn ein beträcht- licher Untersehied im Füllungsgrad des Beekens eingetreten ist. Die Folge ist, da¯ auch bewegliche ¯berfÏlle zur stossweisen Wasserabgabe Anlass geben können, was den Absetzvorgang erheblich beeinträchtigen kann.
Schliesslich ist als Nachteil der festen Überfälle nach zu erwähnen, dass sie bei ver änderlichem Flüssigkeitsstand im Vorfluter zur Vermeidung eines R ckstaues im Klärbecken so hoch angeordnet werden müssen, dass das Klärbecken auch beim höchsten Flüssigkeitsstand im Vorfluter arbeitet. Dies bedeutet, dass die zu klärende Flüssigkeit auch dann, wenn im Vorfluter ein wesentlich niedrigerer Flüasigkeitsstand herrscht, im Klärraum auf den höchsten Stand gehoben werden muss, was einen erheblichen Kraftverbrauch bedingt.
Bei der Kläranlage nach der Erfindung ist nun der Klärraum mit der Ablaufrinne unter Vermeidung eines Überfalles durch eine Reihe von Íffnungen verbunden, derart, da¯ an dem mit den Öffnungen versehenen Wandungsteil die Fliissigkeit angestaut wird und bei jedem Flüssigkeitsstand in der Rinne durch die Offnungen ein Fl ssigkeitsstrom aus dem Klärraum in die Ablaufrinne zieht.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbei- spiel der Erfindung eine Kläranlage mit einem runden, radial durchflossenen KlÏr beeken.
Auf der Zeichnung ist in
Fig. 1 ein senkrechter LÏngsschnitt durch das KlÏrbecken dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine Oberansicht des Klärbeckens nach Fig. 1.
Fig. 3 gibt eine Seitenansicht der Ablauf wa-nd des Klärbeckens mit verschiedenen Varianten von Ablaufoffnungen wieder.
Fig. 4 und 5 schliesslich zeigen in grösserem Massstab eine waagrechten Schnitt durch einen Teil der Ablaufwand des Beckens.
Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Klärbecken ist. der Klärraum, den die zu klärende Flüssigkeit mit verringerter Ge schwindigkeit gegenüber dem Zu-un, Ablauf durchströmt, mit 1 bezeichnet. Der Klarraum 1 wird begrenzt von dem nach der Mitte zu sich vertiefenden Boden 2 und den Seitenwänden 3. In der Mitte d, es Beekenbodens ist ein Schlammsammelraum 4 vorgesehen. Die zu klärende Flüssigkeit, beispielsweise Ab- wasser, wird durch die Leitung 5 dem zentral gelegenen Austritt 6 zugeführt, der in einem den Schlammsammelraum 4 zum Teil berdeckenden Kegelk¯rper 7 angeordnet ist.
Über einen Teil der Beckenwand verteilt sind nun eine Reihe von Offnungen vorge- sehen, die beispielsweise die aus Fig. 3 er sichtlichen Formen haben können. Auf der linken Seite der Fig. 3 sind die Íffnungen als durchgehende senkrechte Schlitze 8 ausgebildet, die im Abstand voneinander ange- ordnet sind und sieh nach der Ablaufrinne hin erweitern. In Fig. 3, Mitte. sind unterteilte Schlitze 9 angedeutet und in Fig. 3 rechts geneigt angeordnete Schlitze 10.
Die unterhalb der Ablauf rinne 12 liegen- den Teile der Schlitze 8, 9 oder 10 fiihren einzeln zu Wandkanälen, die mit der das Becken auBen urngebenden Ablaufrinne 12 in Verbindung stehen.
Die Anzahl und der freie Querschnitt der Öffnungen 8, 9, 10 und der dahinter liegen- den Wandkanäle wird so bemessen,dass bei jedem Flüssigkeitsstand in'der Rinne 12 ein gewisser Niveauunterschied zwischen der KlÏrraumf llung und der Füllung der Ablaufrinne 12 herrscht. Zum Beispiel mag der Flüssigkeitsstand im Elärraum l die durch die Dirne 13 in Fig. l angedeutete Hohe ein- nehmen. Dann liegt der entsprechende Fl ssigkeitsstand in der Ablaufrinne 12 zum Beispiel bei 14, wahrend dem höheren Flüssig- keitsstand 15 im Elärraum zum Beispiel der Flüssigkeitsstand 16 in der Ablauf rinne entspricht.
Der Niveauunterschied zwischen der F llung des KlÏrraumes und der der Ablaufrinnebedingt, da?durch die Íffnungen 8 bezw.
9 oder 10 stÏndigein Fl ssigkeitsstrom aus dem Elärraum in die Ablauf rinne geht, was s ander seita zur Folge hat, da? die Strömungsvor- gänge in der Ablaufrinne ohne EinfluB auf die Str¯mungsverhÏltnisse innerhalb des Klärraumes bleiben.
Im Elärraum wird eine gleichmässige radiale Str¯mung von dem zentralen Trübe- zulauf zum mit den Schlitzen versehenen Teil der Wandumg 3 erreicht, wie duroh die Pfeile 17 und 18 in Fig. 1 und 2 angedeutet.
Die Ausbildung der Wandkanäle, in welche'die Öffnungen 8, 9, 10 führen, kann verschieden sein.. Gemäss Fig. 4 bestehen die Wandkanäle aus einem geschlitzten Rohrk¯rper 19, der in die zum Beispiel aus Beton bestehende Elärraumwand 3 eingebettet ist.
Gemäss Fig. 5 sind die'Wandkanäle bei der Herstellung der Elärraumwand als recht- eckige Schlitze 20 ausgespart worden, an deren Vorderseite nachträglich Abdeckplatten 21 und Formk¯rper 22, zum Beispiel aus Holz, angebracht worden sind, welche die Ablauf¯ffnungen 8 bilden. Die Aufsicht des Elärbeckens nach Fig. 2 gibt in dem linken obern Viertel die Ausbildung der WandkanÏle gemÏ? Fig. 4 und in dem linken untern Viertel. die Ausbildung. der Wandkanäle nach Fig. 5 wieder.
In Fig. 1 und 2 erstrecken sich die Wandöffnungen nur über einen Teil des Beckenumfanges; bei einem runden Becken erstrecken sie sich jedoch vorzugsweise über den gesamten Beckenumfang, so dass alle e Teile des KlÏrraumbodens zum Absetzen der Schwebestoffe ausgenutzt werden.
Bei einem rechteckigen Becken sieht man dagegen iin der Regel die Ablauföffnungen nur in der Beckenwand vor, die dem Zulauf gegen berliegt, so da? dann eine gleichmÏ?ige Parallelstr¯mung im Becken herrscht.
In der rechten Hälfte der Fig. 1 ist eine Ausführungsvariante'dargestellt,beiderdie Ablauf off nungen 23 am rohrartigen, innerhalb des KlÏrraumes 1 vor der KlÏrraumwand 3 liegenden Bohrkorpem 24 vorgesehen sind, die durch je einen Stutzen 25 mit der Ablaufrinne 12 verbundensind.Auchbeidie- ser Anordnung wird der Querschnitt der Öffnungen 23 und des Rohrkorpers 24 so bemessen, da? der Flüssigkeitsstamd in der Ablaufrinne 12 stets tiefer liegt als der Fl ssigkeitsstand in den Rohren 24, und dieser stets tiefer als der Flüssigkeitsstand im KlÏrraum 1. Die rechte HÏlfte der Fig. 2 entspricht der Ausf hrungsform der Ablauf öffnungen nach der rechten Hälfte der Fig. 1.
In den schlitzf¯rmigen Íffnungen 8, 9 oder 10 bezw. 23 oder an ihnen werden vor teilhaft kleine, die Offnumgen in der Breite überdeckende Schwimmkörper 26 (Fig. 1) verschiebbar vorgesehen, die dazu dienen, Schwimmstoffe an der Fl ssigkeitsoberflÏche zurückzuhalten. Bei dem niedrigen Wasser- stand 13 (Fig. 1) nimmt der Schwimmkörper beispielsweise die mit 26a bezeichnete Stel- lung ein.
Gemäss Fig. 2 ist die Ablaufrinne 12 mit emseitigem Abgang 27 versehen. Der Quer- schnitt der Rinne 12 nimmt von der dem Abgang 27 gegenüberliegenden Beokenseite- in Fig. 2 mit 28 bezeichnet-allmählich zu, entsprechend der gr¯?eren Fl ssigkeitsmenge, die durch die Rinne fliessen muss. Hierdurch wird ein gleichmässiges Fliessen über die ganze LÏnge der Ablaufrinne 12 erreicht.
Wird die geklÏrte Fl ssigkeit aus der Ablaufrinne an einer Stelle abgezogen, so er gibt sich in der Rinne ein Gefälle des Fliis- sigkeitsniveaus. Um trotzdem ein gleich- mässiges Abziehen der Flüssigkeit aus dem Klärraum in die Rinne zu erreichen, wird der freie Querschnitt der Öffnungen in der Klarraumwan, an verschiedenen Stellen verschieden bemessen, und zwar derart, da? der Querschnitt der Offnungen in Richtung des Gefälles in der Ablaufrinne geringer wird.
In der Höhenrichtung wird der freie Querschnitt der aus dem Elärraum in die Ablaufrinne führenden Offnungen vorteilhaft verschieden bemessen, um eine gleichmässige Strömung im Elärraum ungeachtet dem Grade der Füllung der Ablaufrinne zu erreichen. Es ist von Vorteil, den Durchfluss- querschnitt der Öffnungen regelbar auszuführen.
Dadurch, da? die Ablaufrinne 12 sich nur ber einen Teil der Klärraumhöhe erstreckt, wird ein vollständiges Leerlaufen des Bekkens nach Unterbrechen des Trübezulaufes verhindert.
Die besehriebene Eläranlage bietet folgende wesentlichen Vorteile : 1. Es ist möglich, die Flüssigkeit aus dem Klärraum praktisch über dessen ganze Höhe gleichmässig abzuleiten. Dadurch lässt sich der gesamte Innenraum des Klärbeckens f r den Klärvorgang ausnutzen, wodurch die Lei stungsfähigkeit der Anlage entsprechend gro? ist. Die Strömung aus dem Klarraum in die Ablaufrinne erfolgt praktisch wirbelfrei.
Eine Rückwirkung der Str¯mingsverhÏltnisse in der Ablaufrinne auf diejenigen im Rlär- raum sind ausgeschlossen, weil in den Ver bindungsoffnungendurchdenUnterschied der Flüasigkeitsspiegel in jedem Betriebszu- stand ein zur Ablauf rinne gerichteter Flüs- sigkeitsstrom aufrecht erhalten bleibt.
2. Die Flüssigkeit fliesst aus dem KlÏrraum unmittelbar in die Ablaufrinne, so dass, gleichg ltig mit welcher Zulaufmenge bezw. bei welchem Flüssigkeitsstand das Becken arbeitet, ein nachträgliches Absetzen von Sink- stoffen au?erhalb des KlÏrraumes ausgeschlossen ist.
3. Sowohl bei erhöhtem Flüssigkeitsspie- gel im Vorfluter ala auch bei stärkerem Trübezulauf, beispielsweise bei der Abwas serklärung bei Regenwetter, stellt sich die Flüseigkeitshöhe im Klärbeeken selbsttätig neu ein, und die Klärwirkung des Beckens bleibt bei jeder H¯henlage des Fl ssigkeitsspiegels voll erhalten.
4. Wenn sich der KIÏrraum schief stellen sollte, beispielsweise infolge einer Fundament- oder Bodensenkung, bleibt die Klärwirkung des Beckens erhalten, da - im Gegensatz zum festen ¯berfall - das geklärte Wasser ausdemKlärraumtrotzdemgleichmässig durch die Wand¯ffnungen austreten kann, womit ein gleichmässiges Fliessen durch den Klärraum gewÏhrleistet ist.