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.
Elärananlage for separating suspended solids from a liquid by allowing it to settle.
The mode of operation of a sewage treatment plant for separating suspended matter from a liquid by allowing it to settle is based on temporarily reducing or almost completely eliminating the drag force of the liquid flow by reducing its flow velocity. 3 the suspended solids, which are specifically heavier than the liquid, can settle. The performance of a sewage treatment plant depends on whether it succeeds, the speed of all parts of the treated area.
To keep the liquid at all points of the elar space below that value (limit speed), the exceeding of which is associated with a considerable reduction in the rate of fall of the sediments and their settling prevents or causes the deposited substances to get back into suspension.
In the previously known sewage treatment plants with a clarification room, the clarified liquid is usually passed on the surface of the elar space filling via fixed or movable ones. Overflow. The liquid stream flowing through the septic tank in its full height is wound upwards in a spiral into the liquid band, which is usually only a few centimeters thin above the overflow edge.
When all liquid particles change completely, eddies are formed in which there is an increased flow velocity and which, due to their disordered flow, disrupt or disturb the settling process. already resumed sediments are stirred up again.
To remedy these deficiencies, it has been suggested to arrange a perforated wall or a calming grille in front of the overflow drain in the clarification basin. In this case, the liquid in the basin is somewhat dammed up against an annular space between the perforated wall and the other the gutter e is limited by the wall forming the overflow.
A major disadvantage of this arrangement, however, is that the annular space between the perforated wall and the drainage channel also acts as a settling chamber when the liquid inflow is reduced. the speed of the liquid in it decreases so much that. Substances settle in it and go into putrefaction, since no means are provided to remove settled substances from the annular space.
In addition, sewage treatment plants not only serve to separate suspended solids, but mostly also as compensation tanks for sewage drainage and to smooth sewage channels so that the waste water can be discharged; ssers in the receiving water or in other treatment facilities becomes more even. Clarifiers with solid overflow do not allow this side effect to be achieved, or only inadequately.
The same applies in practice to the known variable raids with telescoping floats, since the individual sections of these movable raids easily get stuck and only change their elevation when there is a considerable difference in the degree of filling of the beech. The consequence is that moving overfills can also give rise to intermittent water discharge, which can considerably impair the settling process.
Finally, it should be mentioned as a disadvantage of the fixed overflows that if the liquid level in the receiving water changes, they have to be placed so high in the clarification basin to avoid backwater that the clarification basin works even at the highest liquid level in the receiving water. This means that the liquid to be clarified has to be raised to the highest level in the clarification room even if there is a significantly lower liquid level in the receiving water, which requires considerable power consumption.
In the sewage treatment plant according to the invention, the clarification space is now connected to the drainage channel by a series of openings, avoiding an overflow, in such a way that the liquid is dammed up on the wall part provided with the openings and flows through the openings at every liquid level in the channel Draws liquid flow from the clarification room into the drainage channel.
As an embodiment of the invention, the drawing shows a sewage treatment plant with a round, radially flowed through KlÏr beeken.
The drawing shows in
Fig. 1 shows a vertical longitudinal section through the clarifier.
FIG. 2 shows a top view of the clarifier according to FIG. 1.
3 shows a side view of the drainage wall of the clarifier with different variants of drainage openings.
Finally, FIGS. 4 and 5 show, on a larger scale, a horizontal section through part of the drainage wall of the basin.
In the clarifier shown in Fig. 1 and 2 is. the clarification room through which the liquid to be clarified flows through at a reduced speed compared to the inlet and outlet, denoted by 1. The clearing space 1 is delimited by the bottom 2, which deepens towards the middle, and the side walls 3. In the middle of the beeken bottom, a sludge collecting space 4 is provided. The liquid to be clarified, for example waste water, is fed through the line 5 to the centrally located outlet 6, which is arranged in a conical body 7 that partially covers the sludge collecting space 4.
A number of openings are now provided, distributed over part of the pool wall, which, for example, can have the shapes shown in FIG. On the left-hand side of FIG. 3, the openings are designed as continuous vertical slots 8, which are arranged at a distance from one another and widen towards the drainage channel. In Fig. 3, middle. Subdivided slots 9 are indicated and slots 10 are inclined to the right in FIG. 3.
The parts of the slots 8, 9 or 10 lying below the drainage channel 12 lead individually to wall channels which are connected to the drainage channel 12 surrounding the basin.
The number and the free cross-section of the openings 8, 9, 10 and the wall ducts behind them are dimensioned such that there is a certain level difference between the filling of the sewage chamber and the filling of the drainage channel 12 at every liquid level in the channel 12. For example, the liquid level in the elary space 1 may assume the height indicated by the prostitute 13 in FIG. The corresponding liquid level in the drainage channel 12 is then, for example, 14, while the higher liquid level 15 in the cavity corresponds, for example, to the liquid level 16 in the drainage channel.
The difference in level between the filling of the clarification space and that of the drainage channel is due to the fact that through the openings 8 and
9 or 10 a continuous flow of liquid from the elärraum in the drainage channel, what s the other side has the consequence that? the flow processes in the gutter remain without any influence on the flow conditions within the clarification room.
In the cavity, a uniform radial flow is achieved from the central sludge inlet to the part of the wall 3 provided with the slots, as indicated by the arrows 17 and 18 in FIGS. 1 and 2.
The design of the wall ducts into which the openings 8, 9, 10 lead can be different. According to FIG. 4, the wall ducts consist of a slotted tubular body 19 which is embedded in the cavity wall 3, which is made of concrete, for example.
According to FIG. 5, the wall ducts have been cut out as rectangular slots 20 during the manufacture of the Elärraumwand, on the front of which cover plates 21 and molded bodies 22, for example made of wood, have been attached, which form the drainage openings 8 . The plan view of the Elär basin according to Fig. 2 shows the formation of the wall ducts according to the upper left quarter. Fig. 4 and in the lower left quarter. training. the wall ducts according to FIG. 5 again.
In Fig. 1 and 2, the wall openings extend only over part of the pool circumference; in a round basin, however, they preferably extend over the entire circumference of the basin, so that all parts of the septic tank floor are used to settle the suspended matter.
In the case of a rectangular basin, on the other hand, the drainage openings are usually only seen in the basin wall opposite the inlet, so that? Then there is an even parallel flow in the pool.
In the right half of Fig. 1, an embodiment variant is shown, in which the outlet openings 23 are provided on the tubular drill body 24 located within the clarification space 1 in front of the clarification space wall 3, each of which is connected to the drainage channel 12 by a connector 25. This arrangement, the cross-section of the openings 23 and the tubular body 24 is dimensioned so that? the liquid level in the drainage channel 12 is always lower than the liquid level in the pipes 24, and this is always lower than the liquid level in the clarification chamber 1. The right half of FIG. 2 corresponds to the embodiment of the drainage openings according to the right half of FIG. 1.
In the slit-shaped openings 8, 9 or 10 or 23 or on them are provided in front of some small floating bodies 26 (FIG. 1) which cover the width of the openings and which serve to hold back floating matter on the liquid surface. At the low water level 13 (FIG. 1) the float assumes, for example, the position indicated by 26a.
According to FIG. 2, the drainage channel 12 is provided with an outlet 27 on the em side. The cross-section of the channel 12 gradually increases from the side opposite the outlet 27 - denoted by 28 in FIG. 2 - corresponding to the larger amount of liquid that has to flow through the channel. As a result, even flow over the entire length of the drainage channel 12 is achieved.
If the clarified liquid is drawn off from the drainage channel at one point, there is a gradient in the liquid level in the channel. In order to ensure that the liquid is drawn off evenly from the clarification chamber into the channel, the free cross-section of the openings in the clarification chamber wall is dimensioned differently at different points, in such a way that? the cross-section of the openings in the direction of the slope in the drainage channel becomes smaller.
In the height direction, the free cross-section of the openings leading from the Elärraum in the drainage channel is advantageously dimensioned differently in order to achieve a uniform flow in the Elärraum regardless of the degree of filling of the drainage channel. It is advantageous to make the flow cross-section of the openings adjustable.
Because of that? the drainage channel 12 extends only over part of the clarification chamber height, a complete emptying of the basin is prevented after the inflow of sludge is interrupted.
The clarification plant described offers the following essential advantages: 1. It is possible to discharge the liquid from the clarification room practically evenly over its entire height. As a result, the entire interior of the clarification basin can be used for the clarification process, whereby the performance of the system is correspondingly high. is. The flow from the clear space into the drainage channel is practically vortex-free.
A retroactive effect of the flow conditions in the drainage channel on those in the clarification space are excluded, because in the connection openings due to the difference in the liquid level in every operating state a liquid flow directed towards the drainage channel is maintained.
2. The liquid flows from the clarification space directly into the drainage channel, so that, regardless of the inflow or amount. at which liquid level the basin works, a subsequent settling of sediment outside the sewage chamber is excluded.
3. Both when the liquid level in the receiving water is increased, as well as when there is a higher inflow of turbidity, for example when sewage treatment in rainy weather, the liquid level in the septic tank adjusts itself automatically and the clarifying effect of the basin is fully maintained at every level of the liquid level .
4. If the clarification room is inclined, for example as a result of a foundation or subsidence, the clarification effect of the basin is retained, since - in contrast to a solid overflow - the clarified water from the clarification room can still escape evenly through the wall openings, which means that it flows evenly is guaranteed by the clarification room.