DE10203076C1 - Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit sowie Verfahren zum steuerbaren Überleiten einer Flüssigkeit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit, insbesondere Kläranlage mit zumindest zwei Kamemrn (2, 4; 34) zur Aufnahme einer Flüssigkeit sowie ein entsprechendes Verfahren zum steuerbaren Überleiten einer Flüssigkeit von einer ersten Kammer (2) in eine zweite Kammer (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit, insbesondere eine Kläranlage, sowie ein Verfahren zum steuerbaren Überleiten einer Flüssigkeit von einer ersten Kammer in eine zweite Kammer, insbesondere in einer Kläranlage.

Bekannte Kleinkläranlagen, wie sie z. B. aus dem Katalog 5/01 der Firma Zapf bekannt sind, weisen üblicherweise zwei Kammern auf. Die erste Kammer bildet dabei einen Schlammspeicher und -puffer, während die zweite Kammer einen SBR-Reaktor bildet. Das Abwasser wird zunächst der ersten Kammer zugeführt und dort gesammelt. Von der ersten Kammer wird das Abwasser intermittierend der zweiten Kammer zuge­ führt. Dazu muss es über die Trennwand zwischen den beiden Kammern hinweggehoben werden. Dies kann durch eine Pumpe oder durch ei­ nen Druckluftheber geschehen. Druckluftheber sind häufig deshalb be­ vorzugt, weil Druckluftquellen zur Belüftung des Abwassers bei derarti­ gen Anlagen ohnehin vorhanden sind. Allerdings weisen derartige Druckluftheber einen schlechten Wirkungsgrad auf und erfordern eine größere Druckluftquelle.

DE 199 39 917 C1 offenbart eine Mehrkammerklärgrube, bei welcher im oberen Bereich der Trennwände zwischen den Kammern Überströmöff­ nungen vorgesehen sind. Durch diese kann das Wasser von der einen in die andere Kammer überströmen, sobald der Wasserspiegel die Höhe der Überströmöffnung erreicht hat. Diese Anordnung ermöglicht kein gezielt steuerbares Überleiten der Flüssigkeit von der ersten in die zweite Kammer, so dass bestimmte Verweilzeiten des Abwassers in den einzel­ nen Kammern nicht vorgegeben werden können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit, insbesondere eine Kläranlage, sowie ein Verfahren zum steuerbaren Überleiten einer Flüssigkeit von einer ersten Kammer in eine zweite Kammer zu schaffen, welche eine vereinfachte Überleitung ei­ ner Flüssigkeit von einer ersten in eine zweite Kammer ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im An­ spruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungs­ formen ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit, insbesondere eine Kläranlage, weist zumindest zwei Kammern zur Auf­ nahme einer Flüssigkeit auf. Zwischen den beiden Kammern ist ein u­ förmig verlaufender Kanal derart angeordnet, dass sich eine erste Öffnung am ersten Ende des Kanals in der ersten Kammer und eine zweite Öffnung am zweiten Ende des Kanals in der zweiten Kammer befindet. Der Scheitel des Kanals ist oberhalb der Öffnungen an beiden Enden des Kanals angeordnet, d. h. in vertikaler Richtung höher gele­ gen. Im Bereich des Scheitels ist ein Gasanschluss zum Einleiten und Ablassen eines Druckgases, insbesondere von Druckluft, vorgesehen. Als u-förmiger Kanal ist erfindungsgemäß ein Kanal zu verstehen, welcher zwei tiefer liegende Endbereiche mit Öffnungen sowie einen sich dazwi­ schen erstreckenden oberhalb liegenden Abschnitt, d. h. Scheitel­ bereich aufweist. Dabei kann der Kanal in zusätzlichen Windungen verlaufen. Der Kanal kann bogenförmig ausgebildet sein oder aus im Wesentlichen geradlinigen Abschnitten gebildet sein, wobei der Bereich des Scheitels im Wesentlichen horizontal verläuft. Bei der Flüssigkeit in den beiden Kammern handelt es sich im Falle einer Kläranlage um Abwasser. Die erfindungsgemäße Anordnung kann jedoch auch für andere Flüssigkeiten, welche von einer ersten in eine zweite Kammer geleitet werden sollen, verwendet werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt das Überströmen der Flüssigkeit von der ersten in die zweite Kammer allein durch ein Druckgefälle zwischen den beiden Kammern. Beispielsweise hat die Flüssigkeit in der ersten Kammer einen höher liegenden Flüssigkeitsspiegel, während der Flüssigkeitsspiegel in der zweiten Kammer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in der ersten Kammer liegt. Der so entstehende hydrostatische Druck in der ersten Kammer bewirkt, dass die Flüssigkeit selbsttätig durch den Kanal in die zweite Kammer strömt. Durch den Gasanschluss kann im Bereich des Scheitels ein Druckgas wie z. B. Druckluft eingeleitet werden. Dadurch entsteht in dem Kanal eine Gasblase, welche das Überströmen der Flüssigkeit aus der ersten in die zweite Kammer unterbindet. Um den Kanal wieder freizugeben, wird das Druckgas aus dem Kanal abgelas­ sen, so dass die Flüssigkeit wieder ungehindert durch den Kanal strömen kann. Als Druckgas wird zweckmäßigerweise Druckluft verwendet, es können jedoch auch andere Druckgase oder Fluide mit geringerer Dichte als die Flüssigkeit in den Kammern eingesetzt werden. Im Falle einer Kleinkläranlage kann die erforderliche Druckluft durch einen ohnehin zur Belüftung des Abwassers vorhandenen Kompressor bereit­ gestellt werden. Da jedoch nur eine sehr geringe Druckgas- bzw. Druck­ luftquelle erforderlich ist, um eine Gasblase in dem Kanal zu erzeugen, wenn das Überströmen der Flüssigkeit von der ersten Kammer in die zweite Kammer unterbunden werden soll, ist eine geringe Leistung eines Kompressors bzw. einer Druckgasquelle ausreichend. Zum Überleiten der Flüssigkeit von der ersten in die zweite Kammer ist überhaupt keine zusätzliche Energie erforderlich, da dies allein durch das Druckgefälle zwischen den Kammern geschieht. Folglich ist ein insgesamt verein­ fachter Aufbau einer Kläranlage mit geringerem Energieverbrauch möglich.

Vorzugsweise erstrecken sich die Schenkel des u-förmig verlaufenden Kanals vertikal nach unten, und die Öffnungen sind jeweils am unteren Ende der Schenkel vorgesehen. Ein solcher Kanal kann beispielsweise als Rohrleitung ausgebildet sein. Eine solche Rohrleitung kann beispielsweise aus drei geradlinigen Rohrstücken gebildet werden, welche an zwei Punkten rechtwinklig miteinander verbunden sind. So wird ein u-förmiger Kanal mit zwei vertikalen und einem dazwischenliegenden horizontalen Abschnitt gebildet. Eine solche Rohrleitung kann leicht aus Standard­ rohrleitungselementen zusammengesetzt werden. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der Vorrichtung.

Der vertikale Abstand zwischen der Unterkante des Kanals an dessen Scheitel und zumindest einer der Öffnungen ist vorzugsweise größer als die maximale Höhendifferenz zwischen den Flüssigkeitsspiegeln in der ersten und zweiten Kammer. Dies bedeutet, dass, wenn der Flüssigkeits­ spiegel in der ersten Kammer höher als in der zweiten Kammer ist, der Abstand zwischen der Unterkante des Kanals an dessen Scheitel und der Öffnung in der zweiten Kammer größer als diese Höhendifferenz sein muss. Auf diese Weise wird verhindert, dass eine in dem Kanal erzeugte Gasblase durch den Kanal hindurch in die zweite Kammer gedrückt wird. Würde die Gasblase aus dem Kanal hinausgedrückt, könnte ein Überströmen der Flüssigkeit von der ersten in die zweite Kammer nicht mehr unterbunden werden. Im Falle einer u-förmigen Rohrleitung be­ deutet dies, dass der Schenkel, welcher sich in die zweite Kammer erstreckt, länger als die maximale Höhendifferenz der Flüssigkeitsspiegel sein muss. In dem Fall, dass der Flüssigkeitsspiegel in der zweiten Kammer höher ist als in der ersten Kammer, ist eine genau umgekehrte Anord­ nung erforderlich. Vorzugsweise sind die Abstände zwischen den Öff­ nungen und dem Scheitelbereich des Kanals in beiden Kammern größer als die maximale Differenz zwischen den beiden Flüssigkeitsspiegeln. Auf diese Weise kann ein Überströmen der Flüssigkeit in beide Richtungen sicher verhindert werden.

Weiter bevorzugt ist der Gasanschluss mit einer Druckgasquelle und einem Ablassventil verbunden. Wenn ein Überströmen der Flüssigkeit zwischen den beiden Kammern unterbunden werden soll, wird von der Druckgasquelle Druckgas in den Kanal eingeleitet. Soll ein Überströmen der Flüssigkeit zwischen den beiden Kammern ermöglicht werden, wird das Druckgas aus dem Kanal über das Ablassventil abgelassen. Die Druckgasquelle kann beispielsweise ein Kompressor sein, welcher Druck­ luft erzeugt. Zusätzlich kann ein Druckgas- bzw. Druckluftspeicher zwi­ schengeschaltet sein. Vorzugsweise ist zwischen der Druckgasquelle und dem Gasanschluss ein zusätzliches Ventil angeordnet, um die Beauf­ schlagung des Kanals mit Druckgas freigeben und unterbinden zu können. Dieses Ventil kann mit dem Ablassventil als integriertes Ventil, d. h. als ein Mehrwegeventil ausgebildet sein. Ein solches Ventil ermög­ licht, den Gasanschluss entweder mit der Druckgasquelle zum Einleiten des Druckgases oder mit der Atmosphäre zum Ablassen des Druckgases zu verbinden. Vorzugsweise ist das Ventil jedoch so ausgebildet, dass nach dem Einleiten des Druckgases in den Kanal der Gasanschluss verschlossen wird. Die in dem Kanal erzeugte Gasblase kann dann aus diesem nicht mehr austreten, solange das Ablassventil nicht geöffnet wird. Es ist somit nach dem Einleiten des Druckgases keine weitere Energie zum Erhalt der Gasblase erforderlich.

Bevorzugt ist in der ersten Kammer ein Flüssigkeitszulauf und in der zwei­ ten Kammer ein Flüssigkeitsablauf angeordnet. Beispielsweise wird in einer Kläranlage das Abwasser zunächst in die erste Kammer eingeleitet. Von der ersten Kammer wird es dann in die zweite Kammer durch den Kanal geleitet. In der zweiten Kammer ist der Ablauf vorgesehen, durch den das Abwasser die Kläranlage verlässt.

Dabei ist die erste Kammer bevorzugt als Schlammspeicher und die zweite Kammer als SBR-Reaktor ausgebildet. Diese Aufteilung entspricht üblichen Kläranlagen. In der ersten Kammer, dem Schlammspeicher, setzen sich zunächst Feststoffe ab, bevor das Wasser in den SBR-Reaktor übergeleitet wird, in welchem eine biologische Klärung stattfindet. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die erste Kammer ein SBR-Reaktor und die zweite Kammer eine Ablauf­ kammer ist. Bei dieser Ausgestaltung ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung auch, den Ablauf aus dem SBR-Reaktor, d. h. aus der Klär­ anlage über Druckluft sehr einfach zu verschließen und freizugeben.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum steuerbaren Überleiten einer Flüssigkeit von einer ersten Kammer in eine zweite Kammer, ins­ besondere in einer Kläranlage. Gemäß diesem Verfahren ist zwischen der ersten und der zweiten Kammer ein u-förmig verlaufender Kanal angeordnet, wobei der Scheitel des Kanals oberhalb der Öffnungen an beiden Enden des Kanals angeordnet ist. Die beiden Enden des Kanals werden so angeordnet, dass das erste Ende in der ersten Kammer und das zweite Ende in der zweiten Kammer liegt bzw. die Enden sich zu den jeweiligen Kammern hin öffnen. Als u-förmiger Kanal ist ein Kanal zu verstehen, welcher einen Abschnitt aufweist, welcher vertikal höher als die beiden Öffnungen an den Enden des Kanals gelegen ist. Zur Verhin­ derung eines Überströmens von Flüssigkeit von der ersten in die zweite Kammer wird in dem Kanal im Bereich seines Scheitels eine Gasblase erzeugt. Hierzu kann beispielsweise über einen entsprechenden An­ schluss Druckgas bzw. Druckluft in den Kanal im Bereich seines Scheitels eingeleitet werden. Zum Überleiten von Flüssigkeit von der ersten in die zweite Kammer wird die so erzeugte Gasblase wieder abgelassen. Das Überströmen von der ersten in die zweite Kammer erfolgt allein durch ein Druckgefälle zwischen den beiden Kammern. Beispielsweise ist in der ersten Kammer der Flüssigkeitsstand bzw. -pegel höher als in der zweiten Kammer. Dadurch entsteht ein hydrostatisches Druckgefälle zwischen den beiden Kammern, welches die Flüssigkeit selbstständig überströmen lässt, wenn der Kanal freigegeben, d. h. die Luftblase abgelassen ist. Die in dem Kanal angeordnete Gasblase verhindert ein Überströmen der Flüssigkeit von der ersten in die zweite Kammer trotz des zwischen den Kammern herrschenden Druckgefälles. Um dies sicherzustellen, muss der Abstand zwischen dem Scheitel, d. h. dem höchsten Punkt des Kanals und der Austrittsöffnung groß genug gewählt werden. Der vertikale Abstand zwischen dem Scheitel und der Austrittsöffnung muss größer gewählt werden als die maximale Höhendifferenz zwischen den Flüssig­ keitspegeln in beiden Kammern.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt als erste Ausführungsform der Erfindung eine schematische Querschnittansicht durch eine Kleinkläranlage. Die Kläranlage weist zwei Kammern 2 und 4 auf, welche durch eine Trennwand 6 voneinander getrennt sind. Die Trennwand 6 kann in bekannter Weise wie auch die Außenwandungen 8 der Kläranlage bzw. der Kammern 2, 4 aus Beton ausgebildet sein. Die erste Kammer 2 bildet einen Schlammspeicher und Puffer, während die zweite Kammer 4 einen SBR-Reaktor zur biologi­ schen Klärung bildet. In der ersten Kammer 2 ist im Bereich ihres oberen Endes ein Einlauf 10 angeordnet. Die zweite Kammer 4 weist im Bereich ihres oberen Endes einen Ablauf 12 auf. Durch den Einlauf 10 wird Ab­ wasser in die erste Kammer 2 eingeleitet. Aus der zweiten Kammer 4 fließt das geklärt Abwasser durch den Ablauf 12 ab, sobald der Flüssig­ keitsspiegel 14 in der zweiten Kammer 4 auf das Niveau des Ablaufs 12 angestiegen ist.

Die erste Kammer 2 und die zweite Kammer 4 sind über einen u-förmig bzw. bogenförmig verlaufenden Kanal 16 miteinander verbunden. Der Kanal 16 kann beispielsweise durch eine Rohrleitung gebildet werden. Er weist einen Scheitel bzw. Scheitelbereich 18 auf, welcher vertikal höher gelegen ist als die Eintrittsöffnung 20 und die Austrittsöffnung 22 an den beiden entgegengesetzten Enden des Kanals 16. Im gezeigten Beispiel ist der Kanal 16 aus drei geradlinigen Rohrstücken gebildet. Der Scheitel­ bereich 18 wird von einem horizontal verlaufenden Rohrabschnitt ge­ bildet, an dessen beiden entgegengesetzten Enden sich vertikale Rohrabschnitte nach unten zu den Öffnungen 20 und 22 erstrecken. Dabei ist die Eintrittsöffnung 20 in der ersten Kammer 2 und die Austritts­ öffnung 22 in der zweiten Kammer 4 angeordnet. Die vertikale Position des Kanals 16 und insbesondere der Eintrittsöffnung 20 wird so gewählt, dass Schlamm, der sich in der ersten Kammer 2 abgesetzt hat, nicht in den Kanal 16 eintreten kann.

Im Bereich des Scheitelbereichs 18 des Kanals 16 mündet eine Druck­ luftleitung 24 in den Kanal. Diese Druckluftleitung 24 ist über ein Ventil 26 mit einer Druckluftquelle 28 verbunden. Durch Öffnen des Ventils 26 kann Druckluft von der Druckluftquelle 28 über die Druckluftleitung 24 in den Scheitelbereich 18 des Kanals 16 eingeleitet werden, um dort eine Luftblase bzw. ein Luftpolster 30 zu erzeugen. Dieses Luftpolster 30 hält sich im Bereich des Bogens bzw. im Scheitelbereich 18 des Kanals 16 und verhindert somit ein Überströmen der Flüssigkeit bzw. des Wassers von der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4. Um ein Überströmen des Wassers von der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4 zu ermögli­ chen, wird das Luftpolster 30 über die Druckluftleitung 24 abgelassen. Auf diese Weise wird der Kanal 16 freigegeben, so dass Wasser von der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4 überströmen kann. Dieses Überströmen geschieht selbstständig aufgrund einer Druckdifferenz zwischen der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 4. Der Flüssig­ keitsspiegel 32 steigt beim Zulauf von Wasser durch den Einlauf 10 an. Dadurch erreicht der Flüssigkeitsspiegel 32 in der ersten Kammer 2 ein höheres Niveau als der Flüssigkeitsspiegel 14 in der zweiten Kammer 4. Dies bewirkt ein Druckgefälle zwischen der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 4, so dass Wasser, wenn der Kanal 16 durch Ablassen des Luftpolsters 30 freigegeben ist, von der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4 überströmt. Dies geschieht so lange, bis ein Druckaus­ gleich stattgefunden hat, d. h. die Flüssigkeitsspiegel 32 und 14 dasselbe Niveau haben, oder erneut Druckluft durch die Druckluftleitung 24 in den Scheitelbereich 18 des Kanals 16 eingeleitet wird, um dort ein Luftpolster 30 aufzubauen und das Überströmen der Flüssigkeit zu stop­ pen.

Um ein Überströmen des Wassers von der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4 sicher verhindern zu können, sollte der Kanal 16 derart ausge­ staltet sein, dass der vertikale Abstand h zwischen der Unterkante des Scheitelbereichs 18 und der Öffnung 22 einen vertikalen Abstand auf­ weist, welcher größer ist als der maximale Höhenunterschied zwischen den Flüssigkeitsspiegeln 14 und 32 in der zweiten Kammer 4 und der ersten Kammer 2.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Kläranlage gemäß Fig. 1. Es ist zu erkennen, dass die Außenwandung 8 im Wesentlichen zylindrisch ist und durch die Trennwand 6 in zwei halbzylindrische Kammern 2 und 4 geteilt wird. Es sind jedoch auch andere Formen, z. B. eine rechteckige Form der Kammern 2 und 4 möglich. Der Scheitelbereich 18 des Kanals 16 erstreckt sich durch die Trennwand 6 hindurch, um die erste Kammer 2 mit der zweiten Kammer 4 zu verbinden. In diesem horizontal verlaufen­ den Scheitelbereich 18 kann ein Luftpolster 30 in der zuvor beschriebe­ nen Weise über die Druckluftleitung 24, das Ventil 26 und die Druck­ luftquelle 28 aufgebaut werden. Eine Druckluftquelle 28 ist bei der­ artigen Kläranlagen üblicherweise bereits vorhanden, um Druckluft für eine Belüftung der zweiten Kammer 4 zu erzeugen, welche hier nicht näher gezeigt ist. Diese Druckluftquelle 28 kann ohne größere Modifika­ tionen zusätzlich dazu verwendet werden, das Luftpolster 30 in dem Kanal 16 aufzubauen, da hierzu nur kurzzeitig Druckluft benötigt wird. Nach Verschließen des Ventils 26 kann das Luftpolster 30 nicht mehr aus dem Kanal 16 austreten. Dies ist erst möglich, wenn die Druckluftleitung 24 zum Entlüften geöffnet wird. Dies kann durch ein weiteres Ablassventil oder durch entsprechende Ausgestaltung des Ventils 26 als Mehrwege­ ventil erfolgen, so dass die Druckluftleitung 24 zur Atmosphäre hin geöff­ net werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Der grundlegende Aufbau der in Fig. 3 ge­ zeigten Kläranlage entspricht dem anhand von Fig. 1 und Fig. 2 erläuter­ ten Aufbau. Die Anordnung der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 4 mit dem diese verbindenden Kanal 16 ist identisch zu der anhand von Fig. 1 erläuterten Anordnung. Auch das Überleiten der Flüssigkeit von der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4 sowie das Sperren des Kanals 16 für ein Überströmen von Flüssigkeit erfolgt in der anhand von Fig. 1 und 2 erläuterten Weise.

Zusätzlich zu der Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 ist bei der Aus­ führungsform gemäß Fig. 3 in der zweiten Kammer 4 eine Ablaufkammer 34 angeordnet. Die Ablaufkammer 34 wird von einem geschlossenen, nach oben geöffneten Behälter 36 gebildet, welcher innerhalb der Kammer 4 angeordnet ist, so dass er in die Flüssigkeit eintaucht. Im oberen Bereich ist der Behälter 36 mit dem Ablauf 12 verbunden, so dass die sich in der Ablaufkammer 34 befindende Flüssigkeit durch den Ablauf 12 ablaufen kann, wenn der Flüssigkeitsspiegel 38 in der Ablauf­ kammer 34 auf das Niveau des Ablaufes 12 steigt. Das Überströmen bzw. Überleiten der Flüssigkeit bzw. des Wassers aus der zweiten Kammer 4 in die Ablaufkammer 34 erfolgt in gleicher Weise wie das Überleiten des Wassers aus der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4. Hierzu ist zwischen der zweiten Kammer 4 und der Ablaufkammer 36 ein weiterer u-förmig bzw. bogenförmig verlaufender Kanal 40 angeordnet. Dieser Kanal weist an seinem ersten Ende eine Eintrittsöffnung 44, welche sich in der zweiten Kammer 4 befindet, und an seinem zweiten Ende eine Austrittsöffnung 46 auf, welche in der Ablaufkammer 34 angeordnet ist. Der zwischen den Öffnungen 44 und 46 gelegene Scheitelbereich 42 des Kanals 40 ist in vertikaler Richtung oberhalb der Öffnungen 44 und 46 angeordnet. Der bogenförmige Kanal kann beispielsweise durch eine Rohrleitung gebildet werden, welche entsprechend dem Kanal 16 aus vorgefertigten Rohrelementen zusammengesetzt werden kann. Im vorliegenden Fall besteht der Kanal 40 aus drei geradlinigen Rohrab­ schnitten, welche rechtwinklig miteinander verbunden sind. Der Schei­ telbereich 42 des Kanals 40 wird von einem horizontalen Rohrabschnitt gebildet, an dessen zwei entgegengesetzten Enden sich vertikale Schenkel zu den Öffnungen 44 und 46 nach unten erstrecken.

Wie auch der Kanal 16 ist der Kanal 40 über eine Druckluftleitung 48 und ein Ventil 50 mit der Druckluftquelle 28 verbunden. Hier ist die Druck­ luftleitung 48 mit derselben Druckluftquelle 28 verbunden wie die Druck­ luftleitung 24. Alternativ ist es auch möglich, beide Leitungen mit ge­ trennten Druckluftquellen zu verbinden. Vorteilhafterweise wird jedoch auch hier, wie erläutert, die Druckluftquelle 28 verwendet, welche ohnehin in der Kläranlage zur Belüftung der zweiten Kammer 4 vor­ gesehen ist. Durch Öffnen des Ventils 50 kann Druckluft von der Druck­ luftquelle 28 über die Druckluftleitung 48 in den Scheitelbereich 42 des Kanals 40 eingeleitet werden, um dort eine Luftblase bzw. ein Luftpolster 52 zu erzeugen. Dieses Luftpolster 52 sammelt bzw. hält sich im Scheitel­ bereich 42 des Kanals 40 und unterbricht somit die Verbindung zwischen den Öffnungen 44 und 46 und verhindert somit ein Überströmen von Flüssigkeit aus der zweiten Kammer 4 in die Ablaufkammer 34. Wenn das Luftpolster 52 aus dem Kanal 40 abgelassen wird, wird der Kanal freige­ geben, so dass Flüssigkeit aus der zweiten Kammer 4 in die Ablaufkam­ mer 34 überströmen kann. Auch dieses Überströmen erfolgt wie das Überströmen des Wassers aus der Kammer 2 in die Kammer 4 selbst­ ständig aufgrund des Druckgefälles zwischen der zweiten Kammer 4 und der Ablaufkammer 34. Dieses Druckgefälle entsteht dadurch, dass nach Überleiten von Wasser aus der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4 der Flüssigkeits- bzw. Wasserspiegel 14 in der zweiten Kammer 4 ansteigt, so dass er höher gelegen ist als der Flüssigkeits- bzw. Wasserspiegel 38 in der Ablaufkammer 34. Aufgrund dieses Druckgefälles wird Wasser aus der zweiten Kammer 4 in die Ablaufkammer 34 überströmen, bis die Wasserspiegel 14 und 38 dasselbe Niveau erreichen oder über die Druckluftleitung 48 erneut ein Luftpolster 52 in dem Kanal 40 aufgebaut wird, um die Flüssigkeitsströmung in dem Kanal 40 zu stoppen.

Um den Überlauf von Flüssigkeit aus der zweiten Kammer 4 in die Über­ laufkammer 34 sicher verhindern zu können, ist es auch hier bevorzugt, dass der vertikale Abstand I zwischen der Öffnung 46 und der Unterkan­ te des Scheitelbereichs 42 größer ist als der maximale vertikale Höhen­ unterschied zwischen den Wasserspiegeln 14 und 38.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Kläranlage gemäß Fig. 3 ähnlich der Ansicht in Fig. 2. Auch hier ist die gesamte Kläranlage im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei die Trennwand 6 den Behälter in zwei halbzylindrische Kammern 2 und 4 teilt. In die zweite Kammer 4 ist ein Behälter 36 eingesetzt, um eine Ablaufkammer 34 zu bilden, welche mit dem Ablauf 12 verbunden ist. Zwischen der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 4 ist der Kanal 16 angeordnet, welcher sich durch die Trennwand 6 erstreckt. Zwischen der zweiten Kammer 4 und der Ablauf­ kammer 34 ist der Kanal 40 angeordnet, welcher sich durch die Wand des Behälters 36 erstreckt. Die Kanäle 16 und 40 sind wie beschrieben über Druckluftleitungen 24 und 48 mit der Druckluftquelle 28 verbunden.

Durch Sperren und Freigeben des Kanals 16 kann ein schrittweises und definiertes Überleiten des Abwassers aus der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4 erfolgen. Im Betrieb läuft zunächst Abwasser durch den Einlauf 10 in die erste Kammer 2, wodurch der Flüssigkeitsspiegel 32 in der Kammer 2 ansteigt. Nach einer Absetzphase wird der Kanal 16 durch Ablassen der Luftblase 30 freigegeben, so dass Wasser in die zweite Kammer 4 überströmen kann. Anschließend wird Druckluft in den Kanal 16 eingeleitet, um diesen wieder zu verschließen. Nach einer vorbestimmten Standzeit in der zweiten Kammer 4 kann dann im Falle der zweiten Ausführungsform durch Freigeben des Kanals 40 das Wasser durch den Ablauf 12 abgelassen werden. Wenn die Anordnung des zweiten Kanals 40 und der Ablaufkammer 34 wie im ersten Ausführungs­ beispiel nicht vorgesehen ist, fließt ein Teil des Wassers in der zweiten Kammer 4 direkt beim Überströmen des Wassers aus der ersten Kammer 2 in die zweite Kammer 4 durch den Ablauf 12 ab, da der Wasserspiegel 14 in der zweiten Kammer 4 beim Zulauf von Wasser aus der ersten Kammer 2 über das Niveau des Ablaufes 12 steigt. Das Überleiten von Wasser von der einen Kammer in die nächste Kammer und das dazu erforderliche Freigeben der Kanäle 16 und 40 erfolgt durch eine hier nicht näher gezeigte Steuereinrichtung, welche auf die Ventile 26, 50 oder weitere Ventile in den Druckluftleitungen 24 und 48 einwirkt.

Die beschriebenen Kläranlagen weisen nur zwei Kammern auf. Die Erfindung ist jedoch auch bei Kläranlagen mit mehr als zwei Stufen bzw. Kammern anwendbar, wobei zwischen den einzelnen Kammern jeweils ein U-förmig verlaufender Kanal entsprechend den beschriebenen Kanälen 16 und 40 angeordnet werden kann, um ein gesteuertes Über­ strömen von Flüssigkeit in der beschriebenen Weise zu ermöglichen.

Auch wenn die Erfindung in den Fig. 1 bis 4 am Beispiel einer Klär­ anlage beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese beschränkt. Viel­ mehr können die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungs­ gemäße Verfahren überall dort eingesetzt werden, wo eine Flüssigkeit von einer ersten Kammer in eine zweite Kammer aufgrund eines Druck­ gefälles überströmen soll.

Bezugszeichenliste

2

,

4

Kammern

6

Trennwand

8

Außenwandungen

10

Einlauf

12

Ablauf

14

Flüssigkeitsspiegel

16

Kanal

18

Scheitelbereich

20

,

22

Öffnungen

24

Druckluftleitung

26

Ventil

28

Druckluftquelle

30

Luftblase

32

Flüssigkeitsspiegel

34

Ablaufkammer

36

Behälter

3

g Flüssigkeitsspiegel

40

Kanal

42

Scheitelbereich

44

,

46

Öffnungen

48

Druckluftleitung

50

Ventil

52

Luftblase

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit, insbesondere Klär­ anlage mit zumindest zwei Kammern (2, 4; 34) zur Aufnahme einer Flüssigkeit, bei welcher
zwischen den beiden Kammern (2, 4; 34) ein u-förmig verlaufen­ der Kanal (1b; 40) derart angeordnet ist, dass sich eine erste Öff­ nung (20; 44) am ersten Ende des Kanals (16; 40) in der ersten Kammer (2; 4) und eine zweite Öffnung (22; 46) am zweiten Ende des Kanals (16; 40) in der zweiten Kammer (4; 34) befindet,
wobei der Scheitel des Kanals (18; 42) oberhalb der Öffnungen (20, 22; 44, 46) an beiden Enden des Kanals (16; 40) angeordnet ist, und
im Bereich des Scheitels (18; 42) ein Gasanschluss zum Einleiten und Ablassen eines Druckgases vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher sich die beiden Schenkel des u-förmig verlaufenden Kanals (16; 40) vertikal nach unten erstrecken und die Öffnungen (20, 22; 44, 46) jeweils am unteren Ende der Schenkel vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der vertikale Abstand (h; I) zwischen der Unterkante des Kanals (16; 40) an dessen Scheitel (18; 42) und zumindest einer der Öffnungen (22; 46) größer ist als die maximale Höhendifferenz zwischen den Flüssigkeitsspiegeln (14, 32; 38) in der ersten (2; 4) und zweiten Kammer (4; 34).

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Gasanschluss mit einer Druckgasquelle (28) und einem Ablassventil verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher in der ersten Kammer (2) ein Flüssigkeitszulauf (10) und in der zweiten Kammer (4) ein Flüssigkeitsablauf (12) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die erste Kammer (2) ein Schlammspeicher und die zweite Kammer (4) ein SBR-Reaktor ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die erste Kammer (4) ein SBR-Reaktor und die zweite Kammer (34) eine Ablaufkammer ist.

8. Verfahren zum steuerbaren Überleiten einer Flüssigkeit von einer ersten Kammer (2; 4) in eine zweite Kammer (4; 34), insbesondere in einer Kläranlage, bei welchem
zwischen der ersten (2; 4) und zweiten Kammer (4; 34) ein u-förmig verlaufender Kanal (16; 40) angeordnet ist, wobei der Scheitel (18; 42) des Kanals (16; 40) oberhalb der Öffnungen (20, 22; 44, 46) an beiden Enden des Kanals (16; 40) angeordnet ist,
zur Verhinderung eines Überströmens von Flüssigkeit von der ersten (2; 4) in die zweite Kammer (4; 34) in dem Kanal (16; 40) im Bereich seines Scheitels (18; 42) eine Gasblase (30; 52) erzeugt wird, und
zum Überleiten von Flüssigkeit von der ersten (2; 4) in die zweite Kammer (4; 34) die Gasblase (30; 52) aus dem Kanal (16; 40) abgelassen wird.