DE102010048653B4

DE102010048653B4 - Installation parts for a rectangular settling tank or a rectangular sand trap in sewage treatment plants

Info

Publication number: DE102010048653B4
Application number: DE102010048653.1A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2017-02-23
Anticipated expiration: 2030-10-16
Also published as: DE102010048653A1

Abstract

Einbauteile für ein rechteckiges Absetzbecken oder für einen rechteckigen Sandfang in Kläranlagen, wobei das Absetzbecken oder der Sandfang hauptsächlich gebildet ist aus den beiden Längswänden (1; 2), aus einer ebenen oder teilweise an den Seiten geneigten Beckensohle (3), aus den beiden Stirnwänden sowie aus einem Einlauf in der Nähe der einen Stirnwand und einem Auslauf in der Nähe der anderen Stirnwand sowie versehen mit einer Längswand parallel zu den Längswänden, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauteile aus einer Wand (5) oder Wänden (5) bestehen, die etwa in der Mitte des Beckenquerschnitts oder gleichmäßig über den Beckenquerschnitt verteilt angeordnet sind, und dass durch die Längswände (1; 2) und die Wand (5) oder die Wände (5) Teilbecken gebildet werden, wobei die Wand (5) oder die Wände (5) im oberen Bereich (6) bis an den oder über den Wasserspiegel (4) reichen und im unteren Bereich (7) einen Abstand (8) zur Beckensohle (3) aufweisen.Installation components for a rectangular settling tank or for a rectangular sand trap in sewage treatment plants, wherein the settling tank or the sand trap is mainly formed from the two longitudinal walls (1, 2), from a flat or partially inclined at the sides of the basin sole (3), from the two end walls and from an inlet near the one end wall and an outlet near the other end wall and provided with a longitudinal wall parallel to the longitudinal walls, characterized in that the built-in parts of a wall (5) or walls (5) consist, approximately in the middle of the tank cross-section or evenly distributed over the tank cross-section, and in that partial basins are formed by the longitudinal walls (1; 2) and the wall (5) or the walls (5), the wall (5) or the walls (5) 5) in the upper area (6) extend to or over the water level (4) and in the lower area (7) have a distance (8) from the pelvic floor (3).

Description

Rechteckige Becken werden als Absetzbecken oder als Sandfänge in Kläranlagen zur Abscheidung von Sand, Fett und Schlamm benutzt und entsprechend als Sandfang bezeichnet.Rectangular basins are used as sedimentation basins or as sand traps in sewage treatment plants for the separation of sand, fat and sludge and are referred to as sand traps.

Die turbulente Strömung im Becken ist durch viele Parameter bestimmt. Die Partikel aus Sand, Fett und Schlamm bewegen sich in unbekannter Weise aufgrund ihrer anderen Dichte auf Bahnlinien quer zur Strömung. Ihr Weg bis hin in Zonen geringer Strömungsgeschwindigkeit ist bei großen Becken größer als bei kleinen Becken. Die Partikel sind dann abgeschieden, wenn sie in Beckenbereiche an den Wänden oder an der Sohle gelangen, wo die Geschwindigkeit so klein ist, dass sie nicht mehr von der Strömung fortgeführt werden. Die tatsächliche Abhängigkeit der Bahnlänge von der Beckengröße ist nicht bekannt.The turbulent flow in the basin is determined by many parameters. The particles of sand, fat and mud move in unknown ways due to their different density on railway lines across the flow. Their way up into zones of low flow velocity is greater for large basins than for small basins. The particles are then separated when they enter pelvic areas on the walls or at the sole, where the velocity is so small that they are no longer carried away by the flow. The actual dependence of the web length on the pool size is not known.

Die Dimensionierung für derartige Absetzbecken erfolgt über Kennwerte, zum Beispiel über die spezifische Flächenbeschickung q_A als Quotient aus Zufluß Q und Oberfläche A des Beckens in der Dimension (m³/m² h) oder (m/h) oder (cm/s). Dabei ist weitgehend unbekannt, welchen Einfluß die Beckenform und die Proportion der Oberfläche auf den Abscheideerfolg (Abscheidegrad) haben. Deshalb führen auch die bisherigen Bemessungsansätze teilweise nicht zu befriedigenden Absetzergebnissen.The dimensioning for such sedimentation basins takes place via characteristic values, for example via the specific surface area loading q _A as quotient of inflow Q and surface A of the basin in the dimension (m ³ / m ² h) or (m / h) or (cm / s) , It is largely unknown what influence the basin shape and the proportion of the surface have on the success of the separation (degree of separation). Therefore, the previous design approaches sometimes do not lead to satisfactory settling results.

Die Form eines bestimmten Beckens kann auf die Breite bezogen werden, wenn man Länge und Tiefe des Beckens als Vielfaches der Breite betrachtet. Die Begriffe „kleine” oder „große” Becken sind in der vorliegenden Betrachtung Synonyme für schmale oder breite Becken.The shape of a particular basin can be related to the width, considering the length and depth of the basin as a multiple of the width. The terms "small" or "large" basins are synonyms for narrow or wide basins in the present consideration.

Mit Hilfe der numerischen Strömungssimulation konnte erkannt werden, dass bei gleicher Beckenlänge der Abscheidegrad in schmalen Becken wesentlich höher ist als in breiten Becken. Die für einen bestimmten Abscheidegrad zulässige spezifische Flächenbeschickung nimmt mit der Beckengröße ab, das heißt, dass breite Becken spezifisch niedriger belastet werden dürfen als schmale Becken und – in der Konsequenz davon – dass für einen gewählten Abscheidegrad die Oberfläche eines breiten Beckens größer sein muss als die Summe der Oberflächen mehrerer schmalerer Becken. Dies führt in der Planungsphase unter Umständen zur Aufteilung der benötigten Oberfläche in mehrere Teiloberflächen, das heißt zur Aufteilung eines vorgesehenen Beckens in mehrere Becken. Andererseits führt dies bei bestehendem Becken zu dem Wunsch, das Becken nachträglich in Teilbecken aufzuteilen. Dabei sind gegeneinander abzuwägen die Vor- und Nachteile schmalerer oder breiterer Becken und/oder erhöhter oder erniedrigter Abscheidung gegenüber einfacherer oder aufwendigerer Konstruktion und einfacherem oder aufwendigerem Betrieb.With the help of the numerical flow simulation, it could be recognized that with the same basin length, the separation efficiency in narrow basins is considerably higher than in wide basins. The specific surface load permitted for a certain degree of separation decreases with the size of the pool, which means that broad basins may be subjected to a specific lower load than narrow basins and - as a consequence - that the surface of a wide basin must be larger than that for a selected degree of separation Sum of the surfaces of several narrower basins. In the planning phase, this may lead to the division of the required surface into several sub-surfaces, that is to the division of an intended basin into several basins. On the other hand, this leads to the desire to divide the pool subsequently in sub-basin in existing pool. In this case, the advantages and disadvantages of narrower or wider tanks and / or increased or decreased deposition compared to simpler or more complex construction and simpler or more complex operation are to be weighed against each other.

Erfindungsaufgabe war, die Vorteile der durch die numerische Simulation gewonnenen neuartigen Bemessung in Form schmaler Becken planerisch und bautechnisch sowohl in zu planenden als auch in bestehenden Becken umzusetzen.The task of the invention was to implement the advantages of the novel design gained from the numerical simulation in the form of narrow basins, both in terms of planning and in terms of design, in both planned and existing basins.

Dies wird durch den Erfindungsgedanken gelöst, die Bauform schmaler Becken in zu planenden oder bestehenden Becken durch die Verwendung von Einbauteilen gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 6 zu erreichen.This is achieved by the idea of the invention to achieve the design of narrow basins in planning or existing basins through the use of mounting parts according to the features of claims 1 to 6.

Zwar ist es nach Arlyn E. Albrecht (Water & Sewage Works Sept. 1967) bereits bekannt, eine Wand (vertical baffle) im Beckenquerschnitt parallel zu den Längswänden anzuordnen. Diese Wand reicht aber nicht bis in die Nähe des Wasserspiegels und dient erklärtermaßen der hydraulischen Trennung der von der tiefliegenden Belüftung erzeugten Aufwärtsströmung von der Abwärtsströmung auf der Gegenseite des Beckens. Mit dieser Technik wird die erfinderisch vorgeschlagene Unterteilung des Beckens in mehrere Einzelbecken durch Längswände, die sich bis in die Nähe des Wasserspiegels erstrecken, nicht erreicht.Although it is already known according to Arlyn E. Albrecht (Water & Sewage Works Sept. 1967) to arrange a wall (vertical baffle) in the tank cross-section parallel to the longitudinal walls. However, this wall does not extend to the vicinity of the water level and, as explained, is used for the hydraulic separation of the upward flow generated by the low-level ventilation from the downward flow on the opposite side of the basin. With this technique, the proposed proposed subdivision of the basin into several single basins through longitudinal walls that extend into the vicinity of the water level, not achieved.

Nach dem österreichischen Patent AT 255 991 B ist eine Fertigteilbauweise von (allgemeinen) Längsbecken bekannt. Diese bestehen nicht notwendigerweise aus nur zwei Längsbecken. Insofern sind in dieser Schrift keine Mittel zur Unterteilung bestehender Längsbecken und kein Hinweis auf eine dadurch geänderte Hydraulik genannt.After the Austrian patent AT 255 991 B is a prefabricated construction of (general) longitudinal pool known. These do not necessarily consist of only two longitudinal tanks. In this respect, no means for subdividing existing longitudinal tanks and no indication of a hydraulic changed thereby are mentioned in this document.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 32 07 658 A1 betrifft belüftete Sandfänge. In 4 wird der Baukörper seitlich um Längsbeckenteile zur Bildung eines kombinierten belüfteten Sand- und Fettfangs ergänzt. Diese Bauart als solche ist als Stand der Technik beschrieben. Insofern sind auch hier keine Mittel zur Unterteilung bestehender Becken und kein Hinweis auf eine dadurch geänderte Hydraulik genannt.The German patent application DE 32 07 658 A1 concerns ventilated sand traps. In 4 the structure is laterally complemented by longitudinal tank parts to form a combined ventilated sand and fat catch. This type as such is described as prior art. In this respect, no means for subdividing existing basins and no indication of a changed hydraulic system are mentioned here.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 41 21 392 A1 bezieht sich auf einen Langsandfang mit teilweise erweitertem Querschnitt. Er wird durch kurze längsgerichtete Einbauten unterteilt. Damit wird sich von dem konstanten Querschnitt in Strömungsrichtung gelöst und in Strömungsrichtung ein erweiterter Querschnitt und/oder ein Zusatzquerschnitt bereitgestellt. Diese bezwecken eine geänderte Hydraulik und eine geänderte Wirkung. Es wird jedoch nicht auf eine möglicherweise erhöhte Sandabscheidung allein durch den Einbau von Längswänden in ein bestehendes oder zu planendes Becken hingewiesen.The German patent application DE 41 21 392 A1 refers to a Langsandfang with partially extended cross-section. It is divided by short longitudinal internals. This is released from the constant cross section in the flow direction and provided in the flow direction, an enlarged cross section and / or an additional cross section. These aim at a changed hydraulics and an altered effect. However, it is not pointed to a possibly increased sand deposition solely by the installation of longitudinal walls in an existing or planned basin.

In der deutschen Patentschrift DE 10 2005 048 764 B4 sind Querwände im seitlichen Fettfangbeckenteil dargestellt. Sie schaffen dort hintereinandergereihte Teilbecken. Darin finden sich fortlaufend verschiedene Strömungsverhältnisse und Wirkungen. Dadurch wird nicht nahegelegt, ein bestehendes Längsbecken durch Längswände in Teilbecken mit gleichen Strömungsverhältnissen aufzuteilen, die eine erhöhte Sandabscheidung bewirken. In the German patent DE 10 2005 048 764 B4 transverse walls are shown in the lateral fat catchment area. They create cascaded sub-basins there. In it there are continuously different flow conditions and effects. This does not suggest to divide an existing longitudinal basin by longitudinal walls in sub-basins with the same flow conditions, which cause an increased sand deposition.

Die Erfindung ist in 1 und 2 für einen kombinierten Sand- und Fettfang schematisch dargestellt, beschränkt sich aber in Einzelheiten nicht auf diese Darstellung und gilt gleichermaßen für Becken mit einfachem rechteckigen Querschnitt, für Becken ohne angebauten Fettfang und für Becken mit anderer Einlaufkonfiguration.The invention is in 1 and 2 for a combined sand and fat catch shown schematically, but is not limited in detail to this presentation and applies equally for basins with simple rectangular cross-section, for basins without attached grease trap and basins with other inlet configuration.

1 und 2 zeigen schematische Querschnitte eines Beckens in der Anwendung als belüfteter (1) und unbelüfteter (2) Sandfang mit in Baueinheit angeordnetem Fettfang. Der gezeigte Querschnitt liegt im Bereich der Stirnwand des Beckens auf der Beckeneinlaufseite. Die Erfindung beschränkt sich aber nicht darauf und nicht auf diese Kombinationsbauweise und nicht auf die angedeuteten Proportionen des Beckenquerschnittes. 1 and 2 show schematic cross sections of a basin in the application as ventilated ( 1 ) and non-ventilated ( 2 ) Sand trap with fat catch arranged in unit. The cross section shown lies in the region of the end wall of the basin on the basin inlet side. However, the invention is not limited to this and not to this combination design and not to the implied proportions of the pelvic cross-section.

In 1 und 2 ist gleichermaßen der Beckenquerschnitt mit den Längswänden (1; 2) und der teilweise geneigten Beckensohle (3) sowie dem Wasserspiegel (4) dargestellt. In dem Becken sind Wände (5) parallel zu den Längswänden (1; 2) angeordnet, welche im oberen Bereich (6) bis an oder über den Wasserspiegel (4) reichen und welche im unteren Bereich (7) einen Abstand (8) zur Beckensohle (3) aufweisen. Dadurch wird das Becken in mehrere längsgerichtete Teilbecken unterteilt. Die teilweise geneigte Beckensohle (3) steigt in dieser Darstellung auf der Seite der Längswand (2) bis über den Wasserspiegel (4) an und bildet zusammen mit der Längswand (2) den sogenannten Fettfang (12). Dieser ist über den Abstand (18) der Längswand (2) von der Beckensohle (3) mit dem Beckenquerschnitt hydraulisch verbunden. Die dargestellte Größe der Abstände ist nur beispielsweise gezeigt. Die Wand (2) kann in bekannter Weise teilweise auch als Gitter ausgebildet sein, was hier nicht dargestellt ist. Die teilweise geneigte Beckensohle (3) kann im Bereich der angrenzenden Wand (1) als Voute ausgebildet sein, um die Umlenkung der Strömung und eine unter Umständen gewünschte Walze der Strömung zu begünstigen.In 1 and 2 is equally the pelvic cross-section with the longitudinal walls ( 1 ; 2 ) and the partially inclined basin bottom ( 3 ) as well as the water level ( 4 ). In the basin are walls ( 5 ) parallel to the longitudinal walls ( 1 ; 2 ), which in the upper area ( 6 ) to or above the water level ( 4 ) and which in the lower range ( 7 ) a distance ( 8th ) to the pelvic floor ( 3 ) exhibit. This subdivides the basin into several longitudinal sub-basins. The partially inclined basin sole ( 3 ) rises in this representation on the side of the longitudinal wall ( 2 ) to above the water level ( 4 ) and forms together with the longitudinal wall ( 2 ) the so-called fat catch ( 12 ). This is about the distance ( 18 ) of the longitudinal wall ( 2 ) from the pelvic floor ( 3 ) hydraulically connected to the tank cross-section. The illustrated size of the distances is shown only for example. The wall ( 2 ) may be formed in a known manner, in part, as a grid, which is not shown here. The partially inclined basin sole ( 3 ) in the area of the adjacent wall ( 1 ) may be formed as a cove in order to favor the deflection of the flow and a possibly desired roller of the flow.

Im Bereich der einen Beckenstirnwand befindet sich der Einlauf. Dieser wird auf jedes durch die Längswände (1; 2) und Wände (5) gebildetes Teilbecken in die Teilzuflüsse (15) aufgeteilt. Schematisch sind hierzu die Einlaufteile (14) angedeutet, welche sich an der Seite jedes Teilbeckens befinden und bis unter den Wasserspiegel (4) reichen. Dadurch kann der Zufluss im Beckenquerschnitt eine walzenförmige Strömungsform annehmen, welche in der Abbildung nicht dargestellt ist.In the area of the pelvic end wall is the inlet. This will be on each through the longitudinal walls ( 1 ; 2 ) and walls ( 5 ) formed sub-basin into the sub-tributaries ( 15 ) divided up. Schematically, the inlet parts ( 14 ), which are located on the side of each sub-basin and below the water level ( 4 ) pass. As a result, the inflow in the pelvic cross-section can assume a roller-shaped flow form, which is not shown in the figure.

In 1 sind zwei Wände (5) als Einbauteile gezeigt, wodurch drei Teilbecken gebildet werden. Die Teilbecken und der Fettfang sind insgesamt hydraulisch verbunden. Die im Fettfang (12) abgesetzten Feststoffe können einerseits durch den Abstand (18) in der Wand (2) in den unteren Bereich der Beckensohle (3) gelangen, andererseits können die anderen, in den drei Teilbecken auf der Beckensohle (3) abgesetzten Feststoffe gemeinsam durch ein nicht dargestelltes Räumwerk abgefördert werden.In 1 are two walls ( 5 ) As built-in parts, whereby three sub-basins are formed. The sub-basins and the grease trap are hydraulically connected in total. The in bold ( 12 ) settled solids can on the one hand by the distance ( 18 ) in the wall ( 2 ) in the lower part of the pelvic floor ( 3 ), on the other hand, the others, in the three sub-basins on the bottom of the basin ( 3 ) settled solids are transported away together by a not shown broaching.

Auf der linken Beckenseite befindet sich eine Belüftung (11), durch welche die Flüssigkeit in eine Aufwärtsbewegung und auf der anderen Seite desselben Teilbeckens in eine Abwärtsströmung gezwungen wird. Diese Anordnung einer Belüftung ist in ausgeführten Sandfängen häufig anzutreffen, sie ist aber für das Erfindungsziel nicht maßgebend. Das linke Teilbecken kann daher mit oder ohne die angedeutete Belüftung (11) betrieben werden. Ebenso kann auch in den anderen Teilbecken eine Belüftung (11) wahlweise angeordnet werden.On the left side of the basin there is a ventilation ( 11 ), by which the liquid is forced into an upward movement and on the other side of the same sub-basin in a downward flow. This arrangement of aeration is often encountered in exported sand traps, but it is not relevant to the purpose of the invention. The left sub-basin can therefore with or without the indicated ventilation ( 11 ) operate. Likewise, in the other sub-basin ventilation ( 11 ) can be optionally arranged.

In 2 ist eine Wand (5) als Einbauteil gezeigt, wodurch zwei Teilbecken gebildet werden. Hier ist nur das rechte Teilbecken mit dem Fettfang (12) hydraulisch verbunden und in der Wirkung des Feststofftransportes mit den Verhältnissen in 1 vergleichbar. Das linke Becken ist vom rechten Becken geometrisch getrennt, so dass für jedes Teilbecken ein Räumwerk erforderlich ist, welches aber hier nicht dargestellt ist.In 2 is a wall ( 5 ) As built-in part, whereby two sub-basins are formed. Here is only the right sub-basin with the fat catch ( 12 ) hydraulically connected and in the effect of the solids transport with the conditions in 1 comparable. The left pelvis is geometrically separated from the right pelvis, so that a reaming unit is required for each sub-basin, which is not shown here.

Im Gegensatz zu 1 kann die Wand (5) in vorteilhafter Weise mit einem annähernd waagrechten Bauteil (9) versehen und vorteilhaft über Vouten (10) miteinander verbunden werden. Damit werden mehrere Vorteile erreicht: Die Einheit aus Wand (5) und Bauteil (9) ist statisch günstig und bildet zusammen mit den Eckschrägen der teilweise geneigten Beckensohle (3) ein strömungsgünstiges Profil. Die genannte Einheit kann als Fertigbauteil sowohl in bestehende als auch in zu bauende Becken eingebaut werden. Im ersten Fall kann der Zwischenraum zwischen Sohle (3) und waagrechtem Bauteil (9) mit Füllmaterial (13) aufgefüllt werden.In contrast to 1 can the wall ( 5 ) in an advantageous manner with an approximately horizontal component ( 9 ) and advantageously via coves ( 10 ). This achieves several advantages: The unit of wall ( 5 ) and component ( 9 ) is statically favorable and forms together with the corner slopes of the partially inclined basin bottom ( 3 ) a streamlined profile. The said unit can be installed as prefabricated both in existing and in the basin to be built. In the first case, the space between sole ( 3 ) and horizontal component ( 9 ) with filling material ( 13 ).

Gegenüber der üblichen Ausbildung von Querschnitten rechteckiger Absetzbecken oder rechteckiger Sandfänge in Kläranlagen bestehen die Vorteile der Erfindung in der erhöhten Abscheidung von Sand, Schlamm und Fett, ohne dass hierzu der Baukörper als solcher vergrößert werden muss. Der Baukörper kann durch die erfinderische Maßnahmen verhältnismäßig einfach sowohl in der Planungsphase als auch bei bestehendem Becken angepasst werden.Compared to the usual training of cross sections rectangular settling tanks or rectangular sand traps in sewage treatment plants, the advantages of the invention in the increased deposition of sand, mud and fat, without the need for this, the building must be increased as such. The structure can be adjusted by the inventive measures relatively easy both in the planning phase and in existing pool.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1; 21; 2: Längswändelongitudinal walls
33: Beckensohlebasin floor
44: Wasserspiegelwater level
55: Wand/WändeWall / walls
66: oberer Bereichupper area
77: unterer Bereichlower area
8; 188th; 18: Abstanddistance
99: annähernd waagrechtes Bauteilalmost horizontal component
1010: VouteVoute
1111: Belüftungventilation
1212: FettfangteilGrease trap part
1313: Füllmaterialfilling material
1414: Einlaufteilinlet part
1515: Zuflussinflow

Claims

Installation components for a rectangular settling tank or for a rectangular sand trap in sewage treatment plants, the settling tank or sand trap being mainly formed from the two longitudinal walls ( 1 ; 2 ), from a flat or partially inclined at the sides 3 ), from the two end walls and from an inlet near the one end wall and an outlet near the other end wall and provided with a longitudinal wall parallel to the longitudinal walls, characterized in that the built-in parts of a wall ( 5 ) or walls ( 5 ), which are arranged approximately in the middle of the tank cross section or evenly distributed over the tank cross section, and that by the longitudinal walls ( 1 ; 2 ) and the wall ( 5 ) or the walls ( 5 ) Partial basins are formed, whereby the wall ( 5 ) or the walls ( 5 ) in the upper area ( 6 ) to or above the water level ( 4 ) and at the bottom ( 7 ) a distance ( 8th ) to the pelvic floor ( 3 ) exhibit.

Installation parts according to claim 1, characterized in that the wall ( 5 ) or the walls ( 5 ) in the lower area ( 7 ) with an approximately horizontal component ( 9 ) and that the longitudinal wall ( 2 ) in the area below ( 7 ) a distance ( 18 ) to the pelvic floor ( 3 ) having.

Mounting parts according to claim 2, characterized in that the transition region between wall ( 5 ) or walls ( 5 ) and the approximately horizontal component ( 9 ) as a voute ( 10 ) is trained.

Fitting parts according to one of claims 1 to 3, characterized in that the distance ( 8th ; 18 ) to the pelvic floor ( 3 ) Is 0.2 to 0.6 meters.

Built-in parts to one of claims 1 to 4, characterized in that in the vicinity of the inlet side of the pelvis (the wall 5 ) or the walls ( 5 ) in the upper area ( 6 ) with a shaft-like or tubular inlet part ( 14 ) are provided.

Fittings according to claim 1 to 5, characterized in that the built-in parts are designed as prefabricated components.