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Becken zum Klären von Abwässern od. dgl.
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Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Becken zum Klären von Abwässern
oder sonstigen Flüssigkeiten und hat sich die Aufgabe gestellt, ein wirksames Absetzen
oder eine gute Trennung der in der Flüssigkeit schwebenden Feststoffe durch eine
gleichmäßige und wirbelfreie Strömung der Flüssigkeit im Tank in horizontaler und
vertikaler Richtung zu erreichen, um eine größtmögliche Verweilzeit der Flüssigkeit
zu erzielen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer bekannten
Form von Klärbecken aus, bei welchem das Einströmen der Flüssigkeit in das Becken
durch einen am oberen Beckenrand verlaufenden, oben offenen und sich von beiden
Seiten über den Umfang des Beckens erstreckenden Kanal erfolgt, von welchem mehrere
über die Länge des Kanals verteilte Durchlässe unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
im Becken in dieses führen, und bei dem eine nach unten offene Verteilerkammer vorgesehen
ist, welche einerseits durch die Beckenwandung und andererseits durch eine im Abstand
von dieser angeordnete vertikale Trennwand gebildet ist, und besteht im wesentlichen
darin, daß der Querschnitt des Kanals von der Eintrittsstelle für die Flüssigkeit
zu dem entgegengesetzten Ende hin so abnimmt, daß die Geschwindigkeit der Flüssigkeit
im Kanal über den ganzen Umfang des Beckens annähernd gleichbleibt und so groß ist,
daß durch jeden Durchlaß annähernd die gleiche Menge in der Flüssigkeit verteilter
Feststoffe in die Verteilerkammer einströmt und in ihr treibendes schwimmfähiges
Material zu einem am Ende des Kanals angeordneten Auslaß gelangt. Durch die Gestaltung
des Einlaufkanals werden die Strömungsbedingungen bei der Beschickung des Beckens
und im Becken selbst sowohl in horizontaler wie auch in vertikaler Richtung vergleichmäßigt
und das Auftreten von Wirbelbildungen und Kurzschlußströmungen vermieden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
der Boden des Kanals von der Eintrittsstelle zu dem entgegengesetzten Ende zur Erzielung
der Querschnittsabnahme des Kanals ansteigt.
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Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Erfindung
in der Weise verwirklicht werden, daß der Kanal seitlich vom oberen Teil der Tauchwand
und im Abstand von dieser angeordnet ist und in der der Tauchwand zugekehrten Seitenwand
die Durchlässe für die Flüssigkeit aufweist. Bei einer derartigen Klärbeckenbauart
tritt die eigenartige und vorteilhafte Wirkung ein, daß die aus den seitlichen Durchlässen
des Einlaufkanals austretende Flüssigkeit unterhalb des Flüssigkeits-
spiegels des
Klärbeckens gegen die die Verteilerkammer nach innen begrenzende Tauchwand strömt,
hier nach den Seiten bzw. in Umfangsrichtung der Verteilerkammer abgelenkt und verteilt
wird, bevor sie eine abwärts gerichtete Strömung annimmt und in dieser Abwärtsströmung
gleichmäßig über den ganzen Beckenumfang verteilt wird. Die Durchlässe in der Seitenwand
des Kanals können dabei vorteilhaft in der Nähe des Kanalbodens angeordnet sein.
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Es sind jedoch auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen
der Boden des Kanals oberhalb der Verteilerkammer angeordnet ist und diese nach
oben abschließt. Diese Ausführungsform bietet konstruktive Vorteile.
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Zur Erreichung einer leicht herzustellenden und einfachen Bauart,
bei der der Beckengrundriß von der Kreisform abweicht, kann die Erfindung auch in
der Weise verwirklicht werden, daß die Abstände zwischen den Durchlässen an den
von der Beckenmitte weiter entfernten Stellen des Kanals kleiner sind als in den
übrigen Kanalabschnitten. Hierdurch werden eine gleichmäßige Verteilung und Einlaufströmung
auch bei quadratischem Beckengrundriß erzielt.
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In allen Fällen ist es zweckmäßig, an dem der Eintrittsstelle gegenüberliegenden
Ende des Einlaufkanals eine Kammer zum Sammeln des auf der
Flüssigkeit
schwimmenden Materials anzuordnen, welche über eine Ableitung abgezogen werden kann.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand von zwei bevorzugten
Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt Fig. 1 den Grundriß eines erfindungsgemäßen
Klärbeckens in Betonkonstruktion, Fig. 2 einen Schnitt durch das Klärbecken entlang
der Linie 2-2 nach F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 nach F
i g. 1 in vergrößertem Maßstab, wobei der Boden des Einlaufkanals dargestellt ist,
F i g. 4 den Grundriß eines erfindungsgemäßen Klärbeckens von quadratischer Form,
F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 des Klärbeckens nach F i g. 4 unter
Darstellung der Sammelvorrichtung sowie der Zufluß- und Abflußvorrichtungen im Teilschnitt,
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 nach Fig. 4 und Fig. 7 einen Schnitt
entlang der Linie 7-7 nach Fig. 4.
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Das Klärbecken 1 nach F i g. 1 bis 3 besteht aus einer Wand 2, die
auf den Fundamenten 3 ruht. Der Boden 4 ist in Richtung auf die Beckenmitte geneigt.
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Das Entleerungsrohr 5 ist um die Welle 6 drehbar in der Beckenmitte
angeordnet und steht mit einer -(nicht gezeigten) hydraulischen Einrichtung in Verbindung,
mit deren Hilfe der im Becken abgesetzte Schlamm entfernt wird. Das Zuflußrohr 7
mündet in der Einlaufkammer 8, die mit den angrenzenden tief gelegenen Enden des
um das Becken laufenden Kanals 9 in Verbindung steht.
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Der Kanal 9 des Beckens ruht auf der Wand 2 und besteht aus einer
Seitenwand 10 und einer Außenwand 11 sowie dem Boden 12. Die gegenüberliegenden
Enden des Kanals 9 führen in den Schaumkasten 14, der ein Ablaßrohr 15 aufweist.
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Die ringförmige Verteilerkammer 16 wird durch eine Tauchwand 17 aus
Stahlblech begrenzt, die mit Hilfe von Konsolen 18 an der Seitenwand 10 des Kanals
9, vorzugsweise oberhalb des Wasserspiegels des Beckens, befestigt ist. Die Höhe
des Wasserspiegels wird durch den in der Mitte des Beckens angeordneten Ablauf-19
geregelt. Der Ablauf 19 hängt an den Trägerin 20 und ist, im Grundriß gesehen, symmetrisch
z. um Mittelpunkt des Beckens ausgebildet. Das geklärte Oberflächenwasser strömt
in der Beckenmitte über die Seiten des Ablaufs 19 und das Abflußrohr 2t a, das vom
Ablauf 19 durch die Wand 2 unterhalb des Kanals 9 führt, ab. Beim Betrieb des Klärbeckens
tritt die Rohflüssigkeit von der Einlaufkammer 8 in den Kanal 9 ein und fließt zu
den entgegengesetzten schmalen Enden des Kanals 9.
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Die in der Seitenwand 10 des Kanals angebrachten Durchlässe 23 gehen
vom Kanal in den oberen Teil der Verteilerkammerl6, in den sie die Rohflüssigkeit
leiten. Der abnehmende Querschnitt des Kanals 9 sorgt für eine im wesentlichen gleichbleibende
Fließgeschwindigkeit innerhalb des Kanals, um Unterschiede in der Flüssigkeitsabgabe
durch die Einlässe auf ein Mindestmaß zu reduzieren.
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Die Durchlässe 23 sind in Sohlennähe des Kanals 9 angeordnet und
weisen gegen die Tauchwand 17.
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Wie in F i g. 2 mit Hilfe von Pfeilen gezeigt ist, ist die Abwärtsgeschwindigkeit
in der Verteilerkammer 16 in der Nähe der Tauchwand 17 größer als entlang
der Wand
2. Hierdurch gelangt die Flüssigkeit in der Weise in das Becken, daß sich die am
Beckenboden absetzenden Feststoffe gleichmäßiger zwischen Beckenumfang und -mittelpunkt
zur Erzielung eines bestmöglichen Verlaufes des Absetzvorganges verteilen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den F i g. 4 und 5
weist das Becken 21 einen quadratischen Grundriß auf. Der auf dem flachen Betonboden
22 abgesetzte Schlamm wird hydraulisch durch das verlängerbare Entleerungsrohr 23
a entfernt, welches mit dem Tragrohr 24 drehbar ist und zu einer verlängerbaren
Entleerungsvorrichtung für Klärbecken gehört, wie sie durch das USA.-Patent 2 863
564 bekannt ist.
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Der den Abfluß bildende Sammeltrog25 ist am Ende der Brücke 26 in
der Beckenmitte befestigt und leitet die überlaufende Flüssigkeit durch das Rohr
27, das unter der Brücke angeordnet ist und durch die Beckenwand geht, aus dem Becken.
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Das Rohr 29, das die Rohflüssigkeit dem Becken 21 zuführt, mündet
in der Einlaufkammer 30 an einer Ecke des Beckens. Die Seitenwände der Einlaufkammer
30 verlaufen unter einem Winkel von 1350 zu den beiden benachbarten Seiten des Beckens
21. Die Kammer steht mit dem Kanal 31, 32 in Verbindung.
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Der Boden33 und die Seitenwand 34 des Kanals 31, 32 sind in Stahlkonstruktion
hergestellt und werden von den aus den Seitenwänden des Beckens 21 unter dem Kanal
vorstehenden senkrechten Stahlplatten 35 getragen. An den Stahlplatten 35 sind Blechtafeln
befestigt, die eine Tauchwand 36 und die eine Seitenbegrenzung der Verteilerkammer
37 bilden.
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Die von der Einlaufkammer 30 in den Kanal 31, 32 strömende Rohflüssigkeit
tritt durch die Durchlässe 38 im Boden 33, die in zwei Gruppen und um Abstand zueinander
angeordnet sind, in die Verteilerkammer 37. Ein Leitblech 39 ist an den Seitenwänden
des Beckens 21 im Abstand zur unteren Kante der Tauchwand 36 befestigt und dient
dazu, die Strömung von der Verteilerkammer 37 in die mittlere Klärzone 40 des Beckens
ohne Aufwirbelung des auf dem Betonboden 22 abgesetzten Schlammes umzulenken.
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Erfindungsgemäß verläuft der Boden 33 des Kanals 31, 32 von der Einlaufkammer
30 zur Kammer 41 ansteigend, die an der dem Einlaß gegenüberliegenden Ecke des Beckens
angeordnet ist. Der Boden der Kammer 41 und der Boden33 des Kanals 31, 32 liegen
unterhalb des Flüssigkeitsspiegels, der durch den als Ablauf dienenden Sammeltrog
25 eingestellt ist.
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Die meisten Becken, die gegenwärtig nach dem Beispiel des Beckens
21 gebaut werden, sind kreisförmig, wobei die Abstände zwischen den Durchlässen
38, wie bei dem Erfindungsbeispiel nach F i g. 1 bis 3, untereinander gleich sind.
Der Abstand der Verteilerkammer 37 vom Ablauf ist bei dem Becken 21 jedoch infolge
der rechteckigen Form nicht stets der gleiche, so daß die an verschiedenen Stellen
des Beckens mit gleicher Geschwindigkeit strömende Flüssigkeit verschiedene Verweilzeiten
hat. Zur Erzielung einer bestmöglichen Wirkungsweise des Beckens wird eine geringe
Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit von den Ecken des Beckens aus dadurch erzielt,
daß der Abstand zwisehen
den Durchlässen, wie in F i g. 4 dargestellt
ist, vermindert wird. Wenn der Abstand zwischen den Durchlässen 38 umgekehrt proportional
zur Entfernung zum Ablauf bemessen wird, ist die Verweilzeit der Flüssigkeit in
allen Abschnitten des Beckens annähernd die gleiche.
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Bei großen Becken zur Behandlung von Abwässern besteht ein wichtiges
Problem darin, daß sich die eine Vielzahl von Öffnungen enthaltenden Verteilungseinrichtungen
verstopfen. Diese Öffnungen liegen unterhalb des Wasserspiegels und können nicht
beobachtet werden, so daß sie nur bei Entleerung des Beckens zu iiberwachen sind.
Die Durchlässe 38 des Beckens 21 liegen jedoch in der Nähe seines Umfangs und sind
dadurch für die Feststellung und Beseitigung von Verstopfungen leicht zugänglich.
Die Öffnungen neigen jedoch nur wenig zum Verstopfen, mit Ausnahme etwa durch größere
Objekte, z. B. Holzstücke oder Lumpen, die auf irgendeine Weise durch die vorgeschalteten
Siebe hindurchgegangen sind. Die Anordnung der Verteilerkammer 37, in der die einzelnen
starken Strömungen in eine einheitliche Strömung verwandelt werden, die um den ganzen
Umfang des Beckens verläuft, gestattet die Anbringung von Öffnungen mit großem Querschnitt
und in weiten Abständen voneinander.
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Die untere Schlagleiste des Beckens 1 und das Leitblech 39 des Beckens
21 sind überflüssig, wenn die Strömungsgeschwindigkeit so gering ist, daß die abgesetzten
Feststoffe durch die zufließende Flüssigkeit nicht aufgewirbelt werden.
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Der Schaum, der sich an den Enden des Kanals 31, 32 sammelt, kann
von Zeit zu Zeit über das Wehr 42 in die Kammer 41 abgestreift werden. Das Rohr
43 steht mit dem Sumpf 44 der Kammer 41 in Verbindung und dient dazu, den Schaum
aus der Kammer 41 zu entfernen. Das Rohr 43 ist normalerweise durch den Verschluß
45 abgedeckt und wird dadurch geöffnet, daß der Verschluß mittels der Stange 46
abgehoben wird, wenn der in der Kammer gesammelte Schaum abgezogen werden soll.
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Der lange und verhältnismäßig enge Kanal nach der Erfindung sorgt
für eine wirksame Entfernung des Schaums und sonstigen schwimmenden Materials, welches
an eine am Kanalende gelegene Stelle gebracht wird, von der es bequem und auf irgendeine
Weise entfernt werden kann. Der Kanal wirkt daher sowohl als Verteiler wie auch
als Trenneinrichtung, indem er schwimmendes Material abtrennt und die Flüssigkeit
mit den abzusetzenden Feststoffen verteilt.