DE102014016000A1

DE102014016000A1 - Rundklärbecken mit einem Mittelbauwerk, einer Räumerbrücke und mindestens einer das Mittelbauwerk ringförmig umgebenden, mit der Räumerbrücke drehbaren Trennwand

Info

Publication number: DE102014016000A1
Application number: DE102014016000.9A
Authority: DE
Inventors: Jörgen Herzberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rundklärbecken (10), das ein Mittelbauwerk (26) mit einem Einlauf, eine kreisförmige äußere Begrenzung (20) mit einem Auslauf, eine auf dem Mittelbauwerk (26) und der äußeren Begrenzung (20) abgestützte drehbare Räumerbrücke (32), sowie eine drehbare Räumeinrichtung (44) am Grund des Rundklärbeckens (10) umfasst. Um die wichtigsten Ursachen eines Schlammabtriebs zu beseitigen, nämlich Dichteströmungen, große Wellen infolge von starkem Wind, schlechtes Absetzverhalten des Schlamms sowie Überlastung, und um damit Schlammabtrieb wirkungsvoll zu verhindern, weist das Rundklärbecken (10) erfindungsgemäß mindestens eine das Mittelbauwerk (26) ringförmig umgebende Trennwand (52, 54, 56) auf, die zusammen mit der Räumerbrücke (32) drehbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rundklärbecken, das ein Mittelbauwerk mit einem Einlauf, eine kreisförmige äußere Begrenzung mit einem Auslauf, eine auf dem Mittelbauwerk und der äußeren Begrenzung abgestützte drehbare Räumerbrücke sowie eine drehbare Räumeinrichtung am Grund des Rundklärbeckens umfasst.
Rundklärbecken der eingangs genannten Art werden insbesondere in Kläranlagen als Vorklärbecken, Zwischenklärbecken und Rundklärbecken eingesetzt. Rundklärbecken dienen als Absetzbecken, um im Abwasser enthaltenen Schlamm durch Sedimentation vom Wasser zu trennen und den abgetrennten Schlamm einzudicken. Dazu wird das Abwasser aus einem Belebungsbecken durch den Einlauf des Mittelbauwerks in das Rundklärbecken zugeführt, wo das Abwasser nach außen in Richtung des Auslaufs strömt. Durch die Zunahme des Strömungsquerschnitts zwischen dem Mittelbauwerk und der äußeren Begrenzung nimmt die Strömungsgeschwindigkeit ab, so dass der im Abwasser enthaltene Schlamm allmählich zum Boden des Rundklärbeckens absinkt. Das geklärte, vom Schlamm befreite Abwasser läuft über den Auslauf ab, während sich der Schlamm am Boden des Rundklärbeckens absetzt und eingedickt wird. Der eingedickte Schlamm wird von der Räumeinrichtung entlang des Bodens nach innen zu einem unter dem Mittelbauwerk angeordneten Schlammtrichter gefördert, aus dem der Schlamm anschließend abgesaugt wird. Die Räumeinrichtung ist gewöhnlich an der Räumerbrücke aufgehängt und dreht sich zusammen mit der Räumerbrücke.
Eines der gravierenderen Probleme, die in Klärbecken von Kläranlagen auftreten können, ist der sogenannte Schlammabtrieb. Dabei gelangt Biomasse in Form von sogenanntem Blähschlamm oder Schwimmschlamm an oder nahe der Wasseroberfläche bis in den Auslauf des Klärbeckens und von dort in das Gewässer, in welches das geklärte Abwasser eingeleitet wird. Dadurch nimmt der Gehalt an Biomasse im System ab, wodurch sich auch die Reinigungsleistung der Kläranlage verringert. Eine solche Betriebsstörung ist nicht nur lästig, sondern kann sehr kostenintensive Folgen haben, weil sich auch die Ablaufwerte der Kläranlage erheblich verschlechtern. Dies kann unter Umständen sogar zu einer Beeinträchtigung des Gewässers führen, in welches das geklärte Abwasser eingeleitet wird.
Schlammabtrieb in Rundklärbecken kann mehrere verschiedene Ursachen haben. Die wichtigsten Ursachen sind Dichteströmungen, die sich über den gesamten Radius des Rundklärbeckens erstrecken, ein schlechtes Absetzverhalten des Schlamms, durch starken Wind verursachte große Wellen, die bis zum Boden des Rundklärbeckens reichende Wasserbewegungen hervorrufen, oder eine Überlastung, zum Beispiel infolge von starken Niederschlägen.
Zur Beseitigung der mit einem Schlammabtrieb verbundenen Probleme wurden schon verschiedene Vorschläge gemacht, darunter ein Schlammabzug von der Wasseroberfläche, eine Zugabe von Flockungsmittel zur Verbesserung des Absetzverhaltens, eine bessere Schlammräumung, sowie eine bessere Denitrifikation im vorgeschalteten Belebungsbecken.
Jedoch eignet sich keiner dieser Vorschläge zur Beseitigung von sämtlichen der zuvor genannten wichtigsten Ursachen des Schlammabtriebs, nämlich Dichteströmungen, große Wellen infolge von starkem Wind, schlechtes Absetzverhalten des Schlamms und Überlastung.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rundklärbecken der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sämtliche der zuvor genannten wichtigsten Ursachen des Schlammabtriebs, nämlich Dichteströmungen, große Wellen infolge von starkem Wind, schlechtes Absetzverhalten des Schlamms und Überlastung, beseitigt werden können und damit ein Schlammabtrieb wirkungsvoll verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch mindestens eine das Mittelbauwerk ringförmig umgebende Trennwand gelöst, die zusammen mit der Räumerbrücke und damit auch mit der Räumeinrichtung drehbar ist. Eine besonders wirkungsvolle Verbesserung des Schlammabsetzverhaltens und eine optimale Klärung des Abwassers werden erreicht, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zwischen dem Mittelbauwerk und der äußeren Begrenzung mehrere Trennwände im radialen Abstand voneinander angeordnet sind, die verschiedene Bereiche des Rundklärbeckens teilweise voneinander trennen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Problem des Schlammabtriebs durch mindestens eine ringförmige Trennwand im Rundklärbecken zu lösen. Damit ist es möglich, horizontale radiale Dichteströmungen zu unterbrechen, Schlammflocken auf ihrem Weg vom Einlauf zum Auslauf anzuhalten oder abzubremsen und entlang der Trennwand oder Trennwände absinken zu lassen, durch starken Wind verursachte große Wellen abzuschwächen, Überlastungen zu beseitigen oder zumindest stark zu verringern und auftreibenden Schlamm zurückzuhalten.
Da es bei Rundklärbecken mit einer rotierenden Räumerbrücke und einer rotierenden Räumeinrichtung jedoch nicht möglich ist, fest eingebaute ringförmige Trennwände vorzusehen, weil diese im Falle einer Montage auf dem Beckenboden die Schlammförderung zum Schlammtrichter behindern und im Falle einer Aufhängung an einer ortsfesten Halterung keine Drehbewegung der Räumerbrücke und der Räumeinrichtung zulassen würden, dreht sich die mindestens eine ringförmige Trennwand erfindungsgemäß zusammen mit der Räumerbrücke und mit der Räumeinrichtung mit. Dies gestattet es, die Trennwand oder Trennwände derart im Rundklärbecken zu installieren, dass sie weder die Drehbewegung der Räumerbrücke und der Räumeinrichtung noch die Schlammförderung zum Schlammtrichter behindern.
In dem erfindungsgemäßen Rundklärbecken sorgen die Trennwand oder Trennwände dafür, dass das nach außen strömende Abwasser unter der Trennwand oder den Trennwänden hindurch strömen muss. Dadurch können Dichteströmungen nur noch im Bereich der Trennwand oder Trennwände selbst auftreten, wobei das mit Schlamm beladene Abwasser radial einwärts von der Trennwand oder den Trennwänden absinkt, wodurch dort das Absinken von Schlammflocken und das Sedimentieren der Schlammflocken begünstigt wird. Der unter der Trennwand oder den Trennwänden und beiderseits von den Unterkanten derselben sedimentierte Schlamm sorgt für eine Filtration des unter der Trennwand oder den Trennwänden hindurch nach außen strömenden Abwassers, wodurch einerseits Schlamm aus dem Abwasser zurückgehalten und andererseits der dort bereits vorhandene Schlamm eingedickt wird. Nach dem Hindurchtritt des Abwassers unter einer Trennwand nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers wegen des zunehmenden Strömungsquerschnitts stark ab, wodurch mitgeführte kleinere Schlammpartikel sedimentieren.
Da bei dem erfindungsgemäßen Rundklärbecken die mindestens eine ringförmige Trennwand von der Räumerbrücke getragen wird, sollte das Gewicht der Trennwand oder Trennwände und damit auch das Gewicht der bewegten Teile möglichst gering gehalten werden. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, dass die Trennwand oder Trennwände mindestens teilweise aus einer Folie oder Plane bestehen.
Die Folie oder Plane besteht zweckmäßig mindestens teilweise aus einem für UV-Licht beständigen Kunststoffmaterial, kann alternativ jedoch auch mindestens teilweise aus einem gummiartigen Material bestehen. Die Dicke der Plane oder Folie beträgt zweckmäßig zwischen 1 mm und 4 mm. Planen oder Folien mit einer geringeren Dicke besitzen keine ausreichende Reißfestigkeit, während Planen oder Folien mit einer größeren Dicke einerseits höhere Kosten verursachen und andererseits auch ein höheres Gewicht besitzen, so dass die Aufhängung der Trennwand oder Trennwände aufwändiger wird.
Dort, wo Folien aus einem Kunststoffmaterial verwendet werden, können diese zweckmäßig aus Polyethylen hergestellt werden, weil Polyethylen preiswert und ausreichend beständig ist. Alternativ können jedoch auch Folien aus Polypropylen oder PVC verwendet werden. Dort, wo Planen verwendet werden, die mindestens teilweise aus einem gummiartigen Material bestehen, können zweckmäßig mit Gummi beschichtete wasserfeste Gewebe verwendet werden. Zur Verstärkung der Folien oder Planen zwecks Erhöhung der Reißfestigkeit können die Folien oder Planen Gewebe- oder Faser-Einlagen aus einem textilen Material enthalten.
Um sicherzustellen, dass eine Trennwand aus einer nachgiebigen Folie oder Plane ihre ringförmige Gestalt bewahrt, wird die Folie zweckmäßig mit mindestens einer ringförmigen Versteifung versehen. Vorteilhaft sind zwei ringförmige Versteifungen vorgesehen, von denen jeweils eine an der Oberkante und an der Unterkante der Trennwand angeordnet ist. Die an der Oberkante der Trennwand angeordnete Versteifung dient gleichzeitig zur Aufhängung der Folie oder Plane, während die an der Unterkante der Trennwand angeordnete Versteifung gleichzeitig dazu dient, die Folie oder Plane zu beschweren, so dass sie im Wasser senkrecht nach unten hängt. Durch das Gewicht und durch die geschlossene ringförmige Gestalt der unteren Versteifung wird zudem auch verhindert, dass der untere Teil der Trennwand von dem nach außen strömenden Wasser in Richtung der äußeren Begrenzung gedrückt wird und die Trennwand dadurch in eine Schräglage gerät.
Die Versteifung an der Oberkante und an der Unterkante der Trennwand wird bevorzugt von einem ringförmig gebogenen Rohr aus Metall gebildet, das vorteilhaft aus mehreren Rohrsegmenten mit identischem Krümmungsradius zusammengesetzt ist. Um das Verbinden der Rohrsegmente zu erleichtern, besitzen diese zweckmäßig einen runden Querschnitt, so dass sich die jeweils gegenüberliegenden Enden benachbarter Rohrsegmente mit Hilfe von Muffen lösbar miteinander verschrauben lassen.
Die Herstellung der Versteifungen aus Rohrsegmenten erleichtert es auch, die Folie oder Plane mit den beiden Versteifungen zu verbinden, indem die Folie oder Plane an ihrer Oberkante und an ihrer Unterkante zu Schlaufen umgeschlagen und vernäht und/oder verklebt wird, indem dann die Rohrsegmente nacheinander durch die Schlaufen hindurch geschoben und zwischen zwei benachbarten Schlaufen miteinander verbunden werden, bis die miteinander verbundenen Rohrsegmente einen geschlossenen Ring bilden.
Vorteilhaft bestehen auch die Trennwände aus mehreren rechteckigen Folien- oder Planen-Zuschnitten, die bei der innersten Trennwand zweckmäßig mit benachbarten Zuschnitten überlappend verbunden sind. Dadurch kann insbesondere bei starkem Regenwasseranfall verhindert werden, dass mit großer Strömungsgeschwindigkeit aus dem Mittelbauwerk radial in das Rundklärbecken einströmendes Abwasser zum einen benachbarte Folien- oder Planen-Zuschnitte im Bereich ihrer Stoßstellen auseinander drückt und durch die so gebildeten Öffnungen nach außen strömt und nicht wie gewünscht unter der Trennwand hindurch nach außen geleitet wird. Zum anderen wird erreicht, dass das einströmende und auf die innerste Trennwand treffende Abwasser die innerste Trennwand nach außen wölbt, wodurch deren unterer Rand angehoben und dadurch der Strömungsquerschnitt zwischen der Unterkante der Trennwand und dem Boden des Rundklärbeckens vergrößert wird. Dies wiederum führt zu einer Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit, was die Sedimentation der Schlamms erleichtert und ein Aufwirbeln von sedimentiertem Schlamm verhindert.
Zum Verbinden der benachbarten Folien- oder Planen-Zuschnitte werden die Zuschnitte an ihren überlappenden Rändern zweckmäßig mit mehreren Ösen versehen, so dass die überlappenden Ränder mittels eines durch die Ösen hindurchgeführten Seils oder dergleichen lösbar aber untrennbar miteinander verbunden werden können. Die Länge der Folien- oder Planen-Zuschnitte entspricht vorteilhaft etwa der Länge der Rohrsegmente bzw. ist bei der innersten Trennwand geringfügig größer als diese, so dass sich die benachbarten Zuschnitte der innersten Trennwand etwas überlappen. Bei den äußeren Trennwänden müssen sich die einzelnen Folien- oder Planen-Zuschnitte nicht notwendigerweise überlappen bzw. miteinander verbunden werden, da dort die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers bereits relativ gering ist.
Um die zuvor genannten Ursachen des Schlammabtriebs optimal zu beseitigen, sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Trennwand oder die Trennwände allgemein vertikal ausgerichtet sind, wobei die Höhe der Trennwand oder Trennwände zweckmäßig mindestens die Hälfte der Wassertiefe des Rundklärbeckens im Bereich der jeweiligen Trennwand beträgt. Vorteilhaft erstreckt sich mindestens ein Teil der Trennwände nach oben zu bis knapp über oder unter die Wasseroberfläche.
Zumindest die Oberkante der innersten Trennwand steht vorzugsweise etwas über die Wasseroberfläche im Rundklärbecken über, um jeglichen aufschwimmenden Schlamm unmittelbar nach der Einleitung des Abwassers in das Rundklärbecken zurückzuhalten. Demgegenüber können die Oberkanten der übrigen Trennwände etwas unterhalb von der Wasseroberfläche angeordnet sein, so dass die Folie oder Plane vollständig im Wasser untergetaucht und damit besser vor Sonnenlicht geschützt ist.
Nach unten zu erstrecken sich die Trennwand oder Trennwände nicht bis zum Boden des Rundklärbeckens, so dass das Abwasser unter der Trennwand bzw. den Trennwänden hindurch strömen kann. Der Abstand vom Boden ist zweckmäßig so gewählt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers unterhalb von der Trennwand oder den Trennwänden nicht so groß wird, dass dort bereits sedimentierter Schlamm aufgewirbelt und nach außen mitgeführt wird.
Vorteilhaft erstrecken sich die Trennwand oder Trennwände nicht über die Oberseite der Räumeinrichtung hinaus nach unten. Dadurch wird erreicht, dass der zum Beschweren der Folie oder Plane dienende, entlang der Unterkante der Trennwand oder Trennwände verlaufende Versteifungsring als durchgehender Ring ausgebildet werden kann, ohne dass er im Bereich der Räumeinrichtung punktuell auf dieser aufliegt.
Von den mehreren im radialen Abstand zwischen dem Mittelbauwerk und der äußeren Begrenzung angeordneten Trennwänden ist die zum Mittelbauwerk benachbarte innerste Trennwand vorteilhaft in einem verhältnismäßig geringen Abstand von 0,5 bis 1,5 m vom äußeren Umfang des Mittelbauwerks entfernt angeordnet. Die übrigen Trennwände sind vorzugsweise in der inneren Hälfte des Rundklärbeckens oder im innersten Drittel des Rundklärbeckens verteilt. Weiter außen werden keine Trennwände mehr benötigt, weil sich dort bereits der gesamte Schlamm abgesetzt hat.
Eine bevorzugte Erfindungsalternative sieht vor, dass der Durchmesser der innersten Trennwand kleiner als der Durchmesser des oberen Endes des Schlammtrichters ist und dass die innerste Trennwand mit ihrer Unterkante in den Schlammtrichter ragt, wobei jedoch zwischen der Unterkante und der benachbarten konischen Begrenzungswand des Schlammtrichters ausreichend Platz für den Hindurchtritt des Abwassers bleibt. Dieses wird dabei von dem bereits sedimentierten Schlamm im Schlammtrichter gefiltert, ähnlich wie bei einem zur Schlammabscheidung dienenden Dortmundbecken. Vorteilhaft ragt die innerste Trennwand mit ihrer Unterkante etwas 40 bis 50 cm tief in den Schlammtrichter.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Trennwand oder die Trennwände an einer in der Mitte des Rundklärbeckens drehfest auf der Räumerbrücke montierten Halterung aufgehängt sind. Die Halterung dient einerseits dazu, die Trennwand oder Trennwände drehfest mit der Räumerbrücke zu verbinden, so dass sich die Trennwand oder Trennwände mit der Räumerbrücke mitdrehen, und hat andererseits die Aufgabe, das um den Auftrieb verminderte Gewicht der Trennwand oder Trennwände über die Räumerbrücke bzw. ein Drehlager der Räumerbrücke auf dem Mittelbauwerk in das letztere einzuleiten.
Zu dem zuletzt genannten Zweck weist die Halterung vorteilhaft einen oberhalb vom Drehlager der Räumerbrücke nach oben über die Räumerbrücke überstehenden Tragmast und mehrere Abspannseile oder Abspannketten auf, die jeweils vom oberen Ende des Tragmastes entweder direkt zu der Trennwand bzw. den Trennwänden oder zu einem von mehreren Auslegern verlaufen. Die letzteren erstrecken sich vom inneren Ende der Räumerbrücke aus radial nach außen bis über die Trennwand bzw. die Trennwände und dienen vorteilhaft zusammen mit den Abspannseilen oder Abspannketten zur Aufhängung der Trennwand bzw. der Trennwände.
Der Tragmast besitzt zweckmäßig eine Höhe von mehr als etwa 3 m, gemessen vom Mastfuß auf der Räumerbrücke, bzw. von mehr als etwa 4,5 m gemessen von der Wasseroberfläche des Rundklärbeckens. Bei Rundklärbecken mit sehr großen Durchmessern kann die Höhe des Tragmastes auch größer sein.
Zur Befestigung der Trennwand oder Trennwände an der Halterung ist der obere Versteifungsring zweckmäßig mit überstehenden Ösen versehen, die entweder über ein Abspannseil oder eine Abspannkette mit dem oberen Ende des Tragmastes oder durch ein vertikales Tragseil bzw. eine Kette mit einem der Ausleger verbunden sind.
Grundsätzlich ist es möglich, die Trennwand oder Trennwände ausschließlich an Abspannseilen oder Abspannketten oder ausschließlich an Auslegern aufzuhängen. Wenn die Trennwand oder Trennwände nur an Abspannseilen oder Abspannketten aufgehängt werden, kann das Gewicht der Halterung minimiert werden. Wenn die Räumerbrücke in Drehung versetzt wird, hat eine alleinige Aufhängung an Abspannseilen oder Abspannketten jedoch zur Folge, dass die Trennwand oder Trennwände, die infolge ihrer Trägheit langsamer beschleunigt werden, der Räumerbrücke zu Beginn der Drehbewegung etwas nacheilen, was bei einer Aufhängung an Auslegern nicht oder in geringerem Umfang der Fall ist. Vorzugsweise umfasst daher die Halterung sowohl Abspannseile oder Abspannketten als auch Ausleger, deren innere Enden in einem vertikalen Abstand oberhalb des Einlauf- oder Mittelbauwerks drehfest mit der Räumerbrücke verbunden sind und deren äußere Enden zweckmäßig ebenfalls durch Abspannseile oder Abspannketten mit dem oberen Ende des Mastes verbunden sind, damit sie sich infolge des Gewichts der daran aufgehängten Trennwand oder Trennwände nicht nach unten biegen.
Wie bei den meisten herkömmlichen Rundklärbecken mit einer drehbaren Räumerbrücke und einer Räumeinrichtung ist die Räumeinrichtung vorteilhaft an der Räumerbrücke aufgehängt und direkt unterhalb von der Räumerbrücke angeordnet. Die starr mit der Räumerbrücke verbundene Räumeinrichtung liegt dadurch nicht auf dem Boden des Rundklärbeckens auf.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht einen gemeinsamen Drehantrieb zum Drehen der Räumerbrücke und der Trennwand oder Trennwände vor. Wie bei herkömmlichen Rundklärbecken mit einer drehbaren Räumerbrücke umfasst der Drehantrieb vorzugsweise ein antreibbares Rad am radial äußeren Ende der Räumerbrücke, das auf einer ringförmigen Oberfläche der äußeren Begrenzung des Rundklärbeckens abrollt.
Um rechtzeitig festzustellen, wann eine Schlammabsaugung aus dem Schlammtrichter erforderlich ist, kann im Rundklärbecken eine Schlammspiegelmessung vorgenommen, werden, vorzugsweise außerhalb von der innersten Trennwand, wobei vorteilhaft immer dann Schlamm aus dem Schlammtrichter abgesaugt wird, wenn der Schlammspiegel über die Unterkante der innersten Trennwand ansteigt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Rundklärbecken;
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Hälfte des Rundklärbeckens;
3 zeigt eine Querschnittsansicht des Rundklärbeckens.
Das in der Zeichnung dargestellte Rundklärbecken 10 dient zum Klären von Abwässern in einer kommunalen oder industriellen Kläranlage (nicht dargestellt).
Das nach oben offene Rundklärbecken 10 hat einen kreisförmigen Umriss und besitzt einen betonierten konischen Boden 12, der das Rundklärbecken 10 nach unten zu begrenzt und von innen nach außen unter einem flachen Neigungswinkel von etwa 5 bis 10 Grad ansteigt. In der Mitte des Rundklärbeckens 10 ist im Boden 12 ein vertiefter konischer Schlammtrichter 14 vorgesehen, dessen betonierte Begrenzungswände 16 einen steileren Neigungswinkel von etwa 50 bis 60 Grad besitzen. In den Schlammtrichter 14 mündet eine Schlammabzugsleitung (nicht dargestellt), durch die Schlamm aus dem Schlammtrichter 14 abgepumpt werden kann. An seinem äußeren Rand weist das Rundklärbecken 10 eine betonierte kreisringförmige äußere Begrenzung 20 auf. Die äußere Begrenzung 20 ist an ihrer Innenseite mit einer als Auslauf dienenden ringförmigen Überlaufrinne 22 für das geklärte Abwasser versehen. Radial auswärts von der Überlaufrinne 22 weist die äußere Begrenzung 20 eine ebene kreisringförmige Oberfläche 24 auf. In der Mitte des Rundklärbeckens 10 oberhalb vom Schlammtrichter 14 befindet sich ein ortsfestes Einlauf- oder Mittelbauwerk 26, durch das Abwasser zur Nachklärung in das Rundklärbecken 10 zugeführt wird.
Das Rundklärbecken 10 umfasst weiter eine oberhalb vom Wasserspiegel 30 des Abwassers angeordnete Räumerbrücke 32, die das Rundklärbecken 10 zwischen dem Mittelbauwerk 26 und der äußeren Begrenzung 20 radial überspannt. Das innere Ende der Räumerbrücke 32 ist in einem Drehlager 34 auf dem Mittelbauwerk 26 drehbar gelagert. Das äußere Ende der Räumerbrücke 32 stützt sich über ein Antriebsrad 40 auf der ebenen Oberfläche 24 der äußeren Begrenzung 20 ab. Das Antriebsrad 40 ist mit einem Drehantrieb 36 verbunden, der ebenfalls am äußeren Ende der Räumerbrücke 32 angeordnet ist und das Rad 40 antreibt, so dass sich die Räumerbrücke 32 um die vertikale Mittelachse 42 des Drehlagers 36 und damit um die Mitte des Rundklärbeckens 10 dreht.
Die Räumerbrücke 32 trägt eine Räumeinrichtung 44 (3), die unterhalb von der Räumerbrücke 32 am Grund des Rundklärbeckens 10 angeordnet ist, d. h. unmittelbar über dessen Boden 12. Die an der Räumerbrücke 32 aufgehängte Räumeinrichtung 44 ist durch mehrere Stangen 46 drehfest mit der Räumerbrücke 32 verbunden, so dass sie sich zusammen mit der Räumerbrücke 32 dreht. Die Räumeinrichtung 44 dient dazu, bei der Drehung der Räumerbrücke 32 am Grund bzw. auf dem Boden 12 des Rundklärbeckens 10 sedimentierten Schlamm entlang des geneigten Bodens 12 nach unten und innen in Richtung des Schlammtrichters 14 zu fördern. Die Räumeinrichtung 44 kann beispielsweise eine langgestreckte vertikale Platte 50 umfassen, deren Unterkante sich in einem geringen Abstand über den Boden 12 des Klärbeckens 10 bewegt und deren Oberkante an den unteren Enden der Stangen 46 befestigt ist, wie in 3 dargestellt.
Um zu verhindern, dass es im Rundklärbecken 10 infolge von Dichteströmungen, einem schlechten Absetzverhalten des Schlamms, durch Starkwind verursachten großen Wellen oder einer Überlastung durch eine übermäßige Abwasserzufuhr zu einem unerwünschten Schlammabtrieb kommt, bei dem Biomasse durch die Überlaufrinne 22 und den Auslauf aus dem Rundklärbecken 10 abgeführt wird, sind innerhalb des Rundklärbeckens 10 drei vertikale Trennwände 52, 54, 56 angeordnet, die das Mittelbauwerk 26 in verschiedenen radialen Abständen ringförmig umgeben, wie am besten in 1 und 3 dargestellt., öwI
Während bei dem in der Zeichnung dargestellten Rundklärbecken 10 drei Trennwände 52, 54, 56 vorgesehen sind, kann die Anzahl der Trennwände zum Beispiel in Abhängigkeit vom Durchmesser des Rundklärbeckens 10 auch größer oder kleiner sein. Die innerste Trennwand 52 ist in einem radialen Abstand von etwa 1 m vom äußeren Umfang des Mittelbauwerks 26 entfernt angeordnet. Die mittlere Trennwand 54 weist von der innersten Trennwand 52 und von der äußersten Trennwand 56 einen etwas größeren Abstand von 1,5 bis 2 m auf.
Wie am besten in 3 dargestellt, sind alle drei Trennwände 52, 54, 56 an einer Halterung 58 aufgehängt, die drehfest mit dem inneren Ende der Räumerbrücke 32 verbunden ist, so dass sich die Trennwände 52, 54, 56 und die Halterung 58 mit der Räumerbrücke 32 und der Räumeinrichtung 44 mitdrehen.
Die Trennwände 52, 54, 56 sind vollständig oder nahezu vollständig im Wasser untergetaucht. Die horizontale Oberkante der radial innersten, zum Mittelbauwerk 26 benachbarten Trennwand 52 steht einige Zentimeter nach oben über den Wasserspiegel 30 bzw. über einen inneren Rand der Überlaufrinne 22 über. Die horizontalen Oberkanten der übrigen Trennwände 54, 56 können entweder wenige Zentimeter unterhalb des Wasserspiegels 30 angeordnet sein, wie in 2 für die Trennwand 54 dargestellt, oder auch geringfügig über den Wasserspiegel 30 überstehen, wie in 2 für die Trennwand 54 dargestellt. Die horizontalen Unterkanten der Trennwände 52, 54, 56 befinden sich wenige Zentimeter oberhalb von der Räumeinrichtung 44, so dass sich die Platte 50 unter den Trennwänden 52, 54, 56 hindurch erstreckt.
Die Trennwände 52, 54, 56 bestehen jeweils aus einem entlang von ihrer Oberkante verlaufenden Versteifungsring (nicht dargestellt), einem entlang von ihrer Unterkante verlaufenden Versteifungsring (nicht dargestellt) mit demselben Durchmesser, sowie mehreren Folienzuschnitten (nicht dargestellt), die am oberen Versteifungsring aufgehängt sind und durch das Gewicht des unteren Versteifungsrings nach unten gezogen und vertikal ausgerichtet werden.
Die beiden Versteifungsringe sind jeweils aus mehreren kreisbogenförmigen Abschnitten eines Leichtmetall-Rundrohrs (nicht dargestellt) zusammengesetzt, die jeweils eine vorbestimmte Länge und einen dem Durchmesser der Trennwand 52, 54, 56 entsprechenden Krümmungsradius besitzen. Die benachbarten Enden der Rohrabschnitte sind durch Schraubmuffen verbunden, so dass ein geschlossener endloser Ring entsteht. Die Länge der Rohrabschnitte kann zumindest bei den äußeren Trennwänden 54, 56 zweckmäßig 6 m betragen, was einer Standardlänge von Rohren entspricht, wobei entsprechend dem gewünschten Durchmesser der jeweiligen Trennwand 52, 54, 56 bzw. des Versteifungsrings die Anzahl der zusammengesetzten Rohrabschnitte verändert wird. An dem oberen Versteifungsring sind nach oben überstehende Befestigungsösen (nicht dargestellt) angebracht, die zur Aufhängung des oberen Versteifungsrings an der Halterung 58 dienen.
Die langestreckten rechteckigen Folienzuschnitte weisen ebenfalls eine vorbestimmte Länge auf, die etwa der Länge eines Rohrabschnitts entspricht, so dass sich die Verbindungsmuffen der Rohrabschnitte jeweils zwischen zwei Folienabschnitten befinden, wenn diese in Umfangsrichtung der Trennwände 52, 54, 56 nebeneinander zwischen dem oberen und unteren Versteifungsring angeordnet sind.
Bei der zur Herstellung der Trennwände 52, 54, 56 verwendeten Folie handelt es sich um eine gegen Alterung durch UV-Strahlung beständige Folie, zum Beispiel eine Folie aus Polyethylen, Polypropylen oder PVC mit einer Dicke von 1 mm. Die Höhe der Folienzuschnitte ist von der Wassertiefe im Rundklärbecken und von der Höhe der Räumeinrichtung 44 abhängig und wird so gewählt, dass sich die Räumeinrichtung 44 in einem geringen vertikalen Abstand unter der Unterkante der Trennwände 52, 54, 56 hindurch erstreckt, so dass deren unterer Versteifungsring nicht auf der Oberseite der Räumeinrichtung 44 aufliegt, wie am besten in 3 dargestellt.
Zur Befestigung der Folienzuschnitte an den Versteifungsringen werden ein oberer und ein unterer Randstreifen von jedem Folienzuschnitte umgeschlagen und derart mit dem Rest des Folienzuschnitts vernäht und/oder verklebt, dass entlang der Ober- und Unterkante jeweils eine Schlaufe gebildet wird, durch die einer der Rohrabschnitte hindurchgeschoben werden kann, um ihn anschließend mit einem benachbarten Rohrabschnitt zu verbinden. Dort, wo der obere Versteifungsring zum Aufhängen an der Halterung mit Befestigungsösen versehen ist, werden die Schlaufen an den Oberkanten der Folienzuschnitte mit Öffnungen versehen, durch welche die Befestigungsösen nach außen überstehen.
Die Längen der Folienzuschnitte der radial innersten Trennwand 52 sind etwas größer als die Längen der Rohrabschnitte dieser Trennwand 52, so dass sich die benachbarten Folienzuschnitte dort etwas 20 bis 30 Zentimeter überlappen. Die beiden benachbarten Folienzuschnitte sind in den Überlappungsbereichen jeweils mit mehreren Ösen versehen, die in einer oder mehreren Reihen übereinander entlang der benachbarten vertikalen Ränder der Zuschnitte angeordnet sind. Durch die Ösen werden nach der Anbringung der Folienzuschnitte an den Versteifungsringen Schnüre oder Seile hindurchgezogen und verknotet, um ein Auseinanderdriften der benachbarten vertikalen Ränder der Zuschnitte und damit Kurzschlussströmungen durch die innerste Trennwand 52 hindurch zu verhindern.
Wie am besten in 2 dargestellt, besteht die zur Aufhängung der Trennwände 52, 54, 56 dienende Halterung 58 aus einem vertikalen Tragmast 62 auf dem radial inneren Ende der Räumerbrücke 32, insgesamt sechs horizontalen Auslegern 64, die in gleichen Winkelabständen von 60 Grad radial über das innere Ende der Räumerbrücke 32 überstehen und sich bis zur radial äußersten Trennwand 56 erstrecken, sowie mehreren Abspannseilen oder Abspannketten 66 (nur teilweise dargestellt), die sich von der Spitze des Tragmasts 62 schräg nach unten zu den Auslegern 64 und zu Befestigungsösen an den oberen Versteifungsringen der Trennwände 52, 54, 56 oder eines Teils der Trennwände 52, 54, 56 erstrecken.
Der Tragmast 62 besitzt eine Höhe von etwa 3 m, gemessen von der Oberseite der Räumerbrücke 32, auf der sich der Mast 62 abstützt. Der Tragmast 62 ist starr mit der Räumerbrücke 32 verbunden, wobei seine Längsmittelachse mit der Drehachse 42 des Drehlagers 34 der Räumerbrücke 32 fluchtet.
Die horizontalen Ausleger 64 sind in einem Abstand oberhalb der Wasseroberfläche 60 angeordnet und können zur Reduzierung des Gewichts aus Leichtmetall bestehen. Die inneren Enden der Ausleger 64 sind mit der Räumerbrücke 32 verbunden, so dass sich die Ausleger 64 mit der Räumerbrücke 32 mitdrehen. Zur Aufhängung der Trennwände 52, 54, 56 an den Auslegern 64 dienen Ketten (nicht dargestellt), die sich von den Auslegern 64 vertikal nach unten zu Befestigungsösen an den oberen Versteifungsringen der Trennwände 52, 54, 56 erstrecken.
Die Abspannseile oder -ketten 66 sind rotationssymmetrisch um den Tragmast 62 herum verteilt, so dass keine einseitigen Zugkräfte in den Tragmast 62 eingeleitet werden. Die unteren Enden der Abspannseile oder Abspannketten 66 sind teilweise an Befestigungsösen an den äußeren Enden der Ausleger 64 und teilweise zwischen den Auslegern 64 an Befestigungsösen an den oberen Versteifungsringen der Trennwände 52, 54, 56 befestigt.
Die Funktionsweise des Rundklärbeckens 10 als Absetzbecken zur Klärung von Abwasser wird nachfolgend beschrieben:
Das zum Beispiel aus einem Belebtschlammbecken stammende, mit Belebtschlamm beladene nachzuklärende Abwasser wird durch das Mittelbauwerk 26 in das Rundklärbecken 10 zugeführt, wobei es durch radiale Einlassöffnungen in das Rundklärbecken 10 einströmt. Das zugeführte Abwasser strömt dann von innen her gegen die innerste Trennwand 52, wo es wegen des Überstands der innersten Trennwand 52 über die Wasseroberfläche vollständig nach unten umgelenkt wird, so dass es unter der Trennwand 52 hindurch nach außen strömt. Dabei tritt es durch dort bereits sedimentierten Schlamm hindurch und wird dabei unter Zurückhalten eines Teils des im Abwasser enthaltenen Schlamms filtriert.
Nach dem Hindurchtritt unter der innersten Trennwand 52 vergrößert sich der Strömungsquerschnitt des Abwassers. Dadurch beruhigt sich die Strömung, so dass weiterer Schlamm sedimentieren kann, obwohl ein Teil des Abwassers radial auswärts von der innersten Trennwand 52 wieder aufsteigt. Das aufgestiegene Abwasser strömt von innen her gegen die mittlere Trennwand 54 und sinkt dort wieder ab, da es im Wesentlichen nur unter der Trennwand 54 hindurch nach außen gelangen kann. Dabei sinken noch im Abwasser enthaltene Schlammpartikel ebenfalls entlang der Trennwand 54 nach unten, wobei sich größere Schlammflocken bilden, die unterhalb der Trennwand 54 auf dem Boden 12 des Rundklärbeckens 10 sedimentieren. Dadurch wird dort ebenfalls eine Schlammbarriere gebildet, die das Abwasser bei dessen Hindurchtritt durch die Schlammbarriere erneut filtert.
Derselbe Vorgang wiederholt sich zwischen der mittleren und der äußersten Trennwand 54 und 56 bzw. an der äußersten Trennwand 56. Durch die beschriebene Funktionsweise wird insgesamt das Absetzverhalten verbessert, weil sich der Schlamm deutlich schneller als gemäß der üblichen Absinkkurve absetzt. Radial auswärts von der äußersten Trennwand 56 ist dann praktisch kein Schlamm mehr im Abwasser enthalten, so dass dieses durch die Überlaufrinne 22 in den Auslauf abfließen kann.
Außerdem bewirken die ringförmigen Trennwände 52, 54, 56 auch noch eine starke Abschwächung von Wellen, die sich ansonsten bei starkem Wind im Rundklärbecken 10 bilden könnten und das Absetzverhalten beeinträchtigen würden. Darüber hinaus können Dichteströmungen nur noch im Bereich der Trennwände 52, 54, 56 auftreten, während über den gesamten Beckenradius verlaufende Dichteströmungen durch die Trennwände 52, 54, 65 unterbrochen werden. Auch werden Überlastungen durch die Trennwände 52, 54, 56 ganz beseitigt oder zumindest stark verringert.
Nicht zuletzt hält die nach oben über den Wasserspiegel 30 überstehende innerste Trennwand 52 aufsteigenden Blähschlamm oder Schwimmschlamm zurück, der sich zum Beispiel durch eine wilde Denitrifikation bildet. Unter wilder Denitrifikation wird eine Ausgasung von Stickstoff infolge einer bakteriellen Aufspaltung von Nitraten und Nitriten verstanden. Durch eine solche Ausgasung bilden sich mit Stickstoffbläschen beladene Schlammflocken, die im Rundklärbecken 10 aufschwimmen und ohne die überstehende Trennwand 52 an der Wasseroberfläche von der Strömung nach außen zur Überlaufrinne 22 gefördert würden, was ohne Gegenmaßnahmen eine erhebliche Verschlechterung der Ablaufwerte des Rundklärbeckens 10 zur Folge hätte.

Claims

Rundklärbecken (10) umfassend ein Mittelbauwerk (26) mit einem Einlauf, eine kreisförmige äußere Begrenzung (20) mit einem Auslauf, eine auf dem Mittelbauwerk (26) und der äußeren Begrenzung (20) abgestützte drehbare Räumerbrücke (32), sowie eine drehbare Räumeinrichtung (44) am Grund des Rundklärbeckens (10), gekennzeichnet durch mindestens eine das Mittelbauwerk (26) ringförmig umgebende Trennwand (52, 54, 56), die zusammen mit der Räumerbrücke (32) drehbar ist.
Rundklärbecken (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Drehantrieb (36) zum Drehen der Räumerbrücke (32) und der mindestens einen Trennwand (52, 54, 56).
Rundklärbecken (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Trennwand (52, 54, 56) vertikal ausgerichtet ist.
Rundklärbecken (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Trennwand (52, 54, 56) mindestens die Hälfte der Wassertiefe des Rundklärbeckens (10) im Bereich der Trennwand (52, 54, 56) beträgt.
Rundklärbecken (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere im radialen Abstand voneinander angeordnete Trennwände (52, 54, 56).
Rundklärbecken (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens ein Teil der Trennwände (52, 54, 56) nach oben zu bis knapp über oder bis knapp unter die Wasseroberfläche (30) und nach unten zu nicht bis zu einem Boden (12) des Rundklärbeckens (10) erstreckt.
Rundklärbecken (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Trennwand (52, 54, 56) an einer drehfest auf der Räumerbrücke (32) montierten Halterung (58) aufgehängt ist.
Rundklärbecken (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (58) einen nach oben über die Räumerbrücke (32) überstehenden Tragmast (62) und mehrere Abspannseile oder Abspannketten (66) umfasst, die sich vom oberen Ende des Tragmastes (62) zu einer Trennwand (52, 54, 56) oder zu einem von mehreren, von der Räumerbrücke (32) aus über die Trennwand (52, 54, 56) ragenden, die Trennwand (52, 54, 56) tragenden Ausleger (64) erstrecken.
Rundklärbecken (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (52, 54, 56) mindestens teilweise aus einer Folie oder Plane besteht.
Rundklärbecken (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (52, 54, 56) mindestens einen Versteifungsring umfasst.