DE1784338B2

DE1784338B2 - Schlammabzugsvorrichtung fuer klaerbecken

Info

Publication number: DE1784338B2
Application number: DE19681784338
Authority: DE
Inventors: Georges Andre Le Raincy Baud (Frankreich)
Original assignee: Degremont Societe Generale dEpuration de dAssainissement
Current assignee: Degremont SA
Priority date: 1967-07-28
Filing date: 1968-07-29
Publication date: 1973-04-26
Also published as: US3494462A; DE1784338A1; ES356578A1; DE1784338C3; GB1232032A; FR1538628A

Description

5

IO Durch die ^bntlK*^e ™Γ^ i

3° ^m f*ht der annncncn »>.«-6"—^
Verschlußteilen durch den Schlamm . was zur zeitweiligen Funküonsständige Überwachung und

- SSsä

40

45 ^FrfiÄTeg« die Aufgabe zugrunde, en« Sei ammab/ugsvorrichtung der eingangs angegebe-Tu soffen, mn der der Durchsatz des abzu-

die Reguliervorrichtung als ,m Sche.tel

Die Erfindung betrifft eine Schlamn'abzugsvorrichtung für Klärbecken, insbesondere für Nachklärbecken von Belebtschlammanlagen, mit mindestens einer vom Klärbeckenboden ausgehenden, längs des Klärbeckenbodens bewegbaren Absaugleitung, die an jeweils einer Heberleitung angeschlossen und über je eine Reguliervorrichtung mit einer gemeinsamen Ablaufrinne verbunden ist.

Bei der Reinigung von Abwasser mit belebtem Schlamm werden gewöhnlich Klärbecken verwendet, um das geklärte Wasser vom Belebtschlamm zu trennen. Da die Aktivität des Belebtschlammes wesentlich von seinem Frischezustand abhängt, ist es erforderlich, den in den Klärbecken abgesetzten Schlamm so schnell wie möglich in die Belüftungsbecken zurückzubringen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schlammrückführung bei folgenden Bedingungen vor sich geht:

1. Die relativ kleine Menge der dichtesten und am wenigsten aktiven Schlämme muß getrennt abgeführt werden (etwa 1 bis 3 % des mittleren Durchsatzes des Klärbeckens);

Durch die enmuungsgwinuuv ~ _a — „

Aufgabe wird bewirkt, daß der zu fördernde Schlamrr nicht mit mechanisch arbeitenden Regelmitteln wie Pumpen, Ventilen oder Schiebern in Berührunj kommt und die Betriebssicherheit solcher Regelmitte nicht nachteilig beeinflussen kann. Da die durch strömten Querschnittsflächen einengende Regulier vorrichtungen fehlen, an denen sich Schlamm festset zen kann, wird die Verstopfungsgefahr verringert.

Um einen gleichen Durchsatz aller Heberleitunge zu erreichen, können die Luftzufuhreinrichtungen all mit dem gleichen Luftdruck beaufschlagt sein. Zweck unterschiedlicher Durchsätze können die Luftzufuhi einrichtungen mit unterschiedlichen Drücken beau schlagbar sein, womit sich die Durchsätze auf unte: schiedliehe Schlammabzugsprogramme einstellen la:

sen.

Um mögliche Verstopfungen in den Heberleitui gen beseitigen zu können, kann zwecks Erhöhung di Druckhöhe der Schlammspiegel in der Ablaufrini

von einem normalen Niveau durch Absperren einer oder mehrerer Heberleitungen auf ein knapp über dem unteren Ende des absteigenden Armes der Heberleitung liegendes Tiefstniveau absenkbar sein, so daß die dadurch erzielte größere Druckhöhe die jeweilige Heberleitung freimacht.

Für kreisrunde Klärbecken ist gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß die Heberleitungen mit ihrem absteigenden Arm in einen gemeinsamen feststehenden Ringkanal münden, an dem üoer eine das Tiefstniveau gewährleistende Schwelle die Ablaufrinne angeschlossen ist. Auf diese Weise wird ein einfacher Anschluß der drehbeweglichen Teile der Schlammabzugsvorrichtung an die feststehenden Teile ermöglicht.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 den Vertikalschnitt eines Klärbeckens mit der Schlammabzugsvorrichtung,

Fig. 2 eine Teildraufsicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine im größeren Maßstab dargestellte Teilansicht einer Schlammabzugsvorrichtung und

Fig. 4 einen in größerem Maßstab dargestellten pneumatischen Regler dieser Schlammabzugsvorrichtung im Schnitt.

Nach den Fig. 1 und 2 besitzt ein kreisförmiges Klärbecken 10 eine vertikale zylindrische Seitenwand 11 und einen Boden 12, der vom Außenumfang bis zu einem ringförmigen, zentrisch angeordneten Ablauf 13 eine leichte Neigung aufweist. Von der Mitte des Ablaufs 13 erstreckt sich eine vertikale hohle Säule 14 nach oben, die eine horizontale Decke 15 besitzt, unterhalb welcher zu dem Klärbecken 10 führende Verbindungsöffnungen 16 vorgesehen sind.

Die Seitenwand 11 des Klärbeckens 10 ist von einem Reinwasserablauf 17 umgeben, in den das geklärte Abwasser über eine Kante 18 überlaufen kann.

Außerdem ist um die Säule 14 herum ein Ringkanal 19 angeordnet, der zur Säule 14 und zum Boden 12 einen Abstand aufweist. Der Ringkanal 19 ist mit einer radialen Ablaufrinne 20 verbunden, die sich mit leichter Neigung bis über den Umfang des Klärbekkens 10 erstreckt.

Das Klärbecken 10 weist eine Rohwasserzufuhr und drei Abführstellen auf, und zwar für geklärtes Wasser, leichten Schlamm und dichten Schlamm.

Die Rohwasserzufuhr erfolgt durch eine mit der Säule 14 verbundene Leitung 21. Die Abfuhr des geklärten Wassers erfolgt über den Reinwasserablauf 17. Die Abfuhr des leichten Schlammes geht durch die Ablaufrinne 20 vor sich, während der dichte Schlamm über eine Leitung 22 abgeführt wird, die mit dem Ablauf 13 verbunden ist und ein Ventil 23 aufweist.

Die beschriebenen Teile sind feststehend angeordnet. Das Klärbecken 10 weist außerdem eine bewegliche Drehbrücke 24 auf, die in einem Zapfen 25 an der Decke 15 der Säule 14 gelagert und durch ein Lager 26 gestützt ist.

Die Drehbrücke 24. die mittels geeigneter, nicht dargestellter Einrichtungen in langsame Drehung versetzt wird, weist einen Mittelschaft 27 auf, der die Säule 14 im Abstand umgibt und der seinerseits ebenfalls im Abstand von dem Ringkanal 19 umgeben ist. Die Drehbrücke 24 ist ferner mit zwei radialen Armen 28 ausgestattet, die sich in der Nahe des Bodens 12 befinden und einander diametral gegenüberliegen.

.leder Arm 28 tragt mehrere (in dem dargestellten Beispiel vier) Schlammaurnehmer 29 (Fig. 1 und 2) Jeder Schlammaufnehmer steht mit einer eigenen, zuj Mitte des Klärbeckens 10 führenden Leitung 34 ii Verbindung.

Jede Leitung 34 ist mit einem nach oben führender Arm 35 einer Heberleitung 36 verbunden, deren nacl unten führender Arm mit 37 bezeichnet ist (Fig. 1 und 3). Der Arm 35 verläuft mit Abstand zwischer dem Mittelschaft 27 und dem Ringkanal 19, währenc der Arm 37 in den Ringkanal 19 eintaucht. Die Arme 35, 37 sind durch den Überlauf 39 verbunden.

Die einzelnen Heberleitungen 36, im dargestellter Beispiel acht, sind symmetrisch auf einem Kreis verteilt (Fig. 2).

¹S In jeder Heberleitung 36 wird, wie aus Fig. 3 ersichtlich, über der Flüssigkeit in der Heberleitung eir Luftraum 38 aufrechterhalten. Zu diesem Zweck is) im Scheitel jeder Heberleitung 36 eine Luftzufuhreinrichtung 40 angeordnet. Die von ihr in die Heberlei-

tung 36 abgegebene Luftmenge ist durch einen Reglei

43 mit Hilfe einer Steuerleitung 51 einstellbar.
Das Aufrechterhalten eines Luftraumes 33! ergibi

sich aus einem Gleichgewicht zwischen der aus dem Arm 37 in Form von Blasen 41 in dm Ringkanal IS ^a5 entweichenden Luftmenge, die, wenr, sie allein wirksam wäre, die vollständige Füllung der Heberleitung

36 mit Flüssigkeit zur Folge hätte, und der durch die Luftzufuhreinrichtung 40 eingelassenen Luftmenge, die, wenn kein Entweichen möglich wäre, ein Leerlaufen der Heberleitung 36 bewirken würde. Dei Luftdurchsatz kann erforderlichenfalls mittels eines absperrbaren Saugrohrs 42 erhöht werden.

Die in die Heberleitung 36 führende öffnung dei Luftzufuhreinrichtung 40 wird durch einen Ventiltel ler 44 gesteuert, cer mit einem Sitz 45 zusammenarbeitet. Der Raum oberhalb des Ventiltellers 44 stein mit der Atmosphäre in Verbindung. Der Ventiltellei

44 ist durch einen Stößel 46 mit einer Membran Al verbunden, welche einen Behälter in zwei dichte Räume unterteilt, nämlich eine obere Kammer 48, die durch eine Leitung 49 mit dem Luftraum 38 verbunden ist. und eine untere Steuerkammer 50, die mil der Sieuerleitung 51 verbunden ist. Deren Druck kanr fest oder in Abhängigkeit von einem oder mehrerer geeigneten Faktoren gesteuert sein.

Der Steuerdruck 51 legt die Höhe N des Flüssigkeitsstandes im Arm 35 bzw. die Höhe N' im Am

37 fest. Die Differenz dieser Höhen bestimmt die Überfallhöhe über den Überlauf 39 und folglich der

so Flüssigkeitsdurchsatz durch die Heberleitung 36. Ir Fig. 3 ist bei Λ' das Niveau des Klärbeckens 10, be N-, die Druckhohe des Schlammes angezeigt, wöbe die Druckhöhe Λ', durch Eintritts- und Reibungsverluste bedingt etwas unter dem Niveau N₁ liegt. Be

Λ , ist das stromabwärts gelegene Niveau in den Ringkanal 19 und der Rinne 20 und bei N₄ das stromabwärts gelegene Tiefstniveau dargestellt, das in derr Ringkanal 19 erreicht werden kann.

Das Druckgefälle zwischen N₂ und N₃, das für da!

Eintreten der Heberwirkung erforderlich ist, ist sehi gen.ig und liegt nur in der Größenordnung von 20crr Wassersäule. Die Abmessungen der Heberleitung 3f sind jedoch derart, daß sie mit einem wesentlich höheren Druckunterschied arbeiten kann, der in der Größenordnung eines Meters zwischen N₂ und N₄ liegt Im Normalbetrieb wird der gleiche Steuerdruck allen Steuerlcitungen 51 der verschiedenen Heberleitungen 36 zugeführt.

Das Rohwasser wird durch die Leitung 21, die Säule 14 und die Verbindungsöffnungen 16 in das Klärbekken 10 eingeführt. Das Klarwasser wird über die Kante 18 in den Reinwasserablauf 17 geleitet. Die Drehbrücke 24 dreht sich langsam in Richtung F (Fig. 2). Der dichte Schlamm wird schrittweise durch Abstreifer 31 zu dem Ablauf 13 transportiert, von wo er über die Leitung 22 durch zeitweises Öffnen des Ventils 23 abgeführt wird.

Der leichtere Schlamm wird durch die Leitungen 34 und die Heberleitungen 36 angesaugt und über den Ringkanal 19 und die Ablaufrinne 20 abgeführt.

Auf Grund des Steuerdruckes in der Steuerkammer 50, der für alle Heberleitungen 36 gleich ist,ieönnen alle diese Heberleitungen in mit etwa gleicher Durchsatzmenge arbeiten. Entsprechend einer Ausführungsvariante können auch unterschiedliche Steuerdrücke an die verschiedenen Heberleitungen 36 angelegt werden, damit diese unterschiedliche Durchsätze aufweisen, die an ein besonderes Abzugsprogramm angepaßt sind.

Wenn jedoch eine Verstopfung einer der Heberleitungen 36 auftritt, so kann diese sofort und in sehr einfacher Weise freigemacht werden. Dazu werden alle anderen Heberleitungen durch Zuführung eines Überschusses an Luft in ihre jeweiligen Lufträume 38 abgestellt. Da der Ringkanal 19 praktisch nicht mehr gespeist wird, fällt der Flüssigkeitsspiegel von N_i auf das Tiefstniveau N₄. Aus diesem Grunde wird die an der verstopften Heberleitung anliegende Druckhöhe beträchtlich erhöht, wodurch diese Heberleitung augenblicklich freigemacht wird.

Nachfolgend wird im einzelnen die Arbeitsweise der Schlammabzugsvorrichtung unter verschiedenen Betriebsbedingungen erläutert.

Wenn aus einem mehrerer identischer Klärbecken 10 gleiche Volumenmengen je Zeiteinheit an leichtem Schlamm abgezogen werden sollen, und zwar in jedem von den Schiammaufnehmern 29 durchlaufenen Bereich, so genügt es, alle Regler 43 der einzelnen Heberleitungen 36 mit dem gleichen Steuerdruck zu beaufschlagen. Da in den einzelnen Heberleitungen 36 auf Grund der unterschiedlichen Längen der Leitungen 34 sich auch unterschiedliche Druckhöhen N₂ für den Schlamm einstellen, der Flüssigkeitsspiegel N₃ im Ringkanal 19 jedoch gleich bleibt, ergeben sich in den Lufträumen 38 der einzelnen Heberleitungen 36 unterschiedliche Unterdrücke. Diese werden durch die Leitungen 19 auf die Regler 43 in dem Sinn übertragen, daß je geringer der Unterdruck im Luftraum 38 ist, desto geringer auch die durch die Luftzufuhreinrichtung 40 in den Luftraum 38 abgegebene Luftmenge ist. Der Durchsatz durch die betreffende Heberleitung 36 wird dadurch erhöht.

Ebenso überträgt sich jede Tendenz zur Verstopfung einer der Leitungen 34 auf den Unterdruck in der entsprechenden Heberleitung 36, wobei aber der

ίο Durchsatz infolge der verstärkten Heberwirkung beibehalten wird. Die Reguliervorrichtung wirkt somit einer Störung sofort bei Entstehen entgegen, und zwar derart entgegen, daß unverzüglich deren Verkleinerung angestrebt wird.

Dieses Selbstreinigungsvermögen der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist offensichtlich nur innerhalb der Grenzen der für die Heberleitungen zugelassenen Belastung bzw. Druckhöhe gültig, aber zur Erzielung einer positiven Wirkung genügt es, die Druckhöhe um

ao etwa 10 cm zu ändern.

Die dabei durchzuführenden Bedienungsvorgänge beschränken sich auf das Schließen und öffnen einiger Hähne, ohne irgendeine Änderung an der Reguliervorrichtung der Schlammabzugsvorrichtung und ohne

»5 manuell mit dem Schlamm in Berührung zu kommen.

Wenn in einer Anlage mit mehreren Klärbecken

unterschiedliche Volumenmengen pro Klärbecken abgezogen werden sollen, so genügt es, alle Regler eines gleichen Klärbeckens mit einem gleichen Steuerdruck zu beaufschlagen.

Wenn aber in einem Klärbecken durch alle Heberleitungen 36 gleiche Gewichtsmengen an Schlamm je von den Schlammaufnehmern 29 bestrichener Fläche abgezogen werden sollen, so wird der die einzelnen Regler steuernde Steuerdruck für jeden von ihnen auf verschiedene Werte eingestellt. Diese Werte werden folgendermaßen ermittelt: In einem ersten Schritt werden experimentell die Kurven der abgelagerten Schlammengen und deren Konzentrationen im Klärbecken pro Oberflächeneinheit in Abhängigkeit von der Entfernung der betrachteten Fläche vom Mittelpunkt des Klärbeckens und für verschiedene Belastungen des Klärbeckens ermittelt. Dann werden aus dieser Kurvenschar Abschnitte herausgenommen, die den einzelnen Schlammaufnehmern entsprechen, worauf der von jeder der Heberleitungen für jede Belastung zu fördernde Flüssigkeitsdurchsatz berechnet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schlammabzugsvorrichtung für Klärbecken, insbesondere für Nachklärbecken von Belebtschlammanlagen, mit mindestens einer vom Boden ausgehenden, längs des Klärbeckenbodens bewegbaren Absaugleitung, die an jeweils einer Heberleitung angeschlossen und über je eine Reguliervorrichtung mit einer gemeinsamen Ablaufrinne verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliervorrichtung als im Scheitel der Heberleitung (36) angeordnete und mit einem vorgegebenen Luftdruck beaufschlagbare Luftzufuhreinrichtung (40) ausgebildet ist.

2. Schlammabzugsvorrichtung nach Anspruch 1 mit mindestens zwei Absaug- und Heberleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhreinrichtungen (40") alle mit dem gleichen Luftdruck beaufschlagt sind.

3. Schlammabzugsvorrichtung nach Anspruch 1 mit mindestens zwei Absaug- und Heberleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhreinrichtungen (40) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind.

4. Schlammabzugsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammspiegel in der Ablaufrinne (20) von einem normalen Niveau (N₃) durch Absperren einer oder mehrerer Heberleitungen (36) auf ein knapp über dem unteren Ende des absteigenden Armes (37) der Heberleitung (36) liegendes Tiefstniveau (N₄) absenkbar ist.

5. Schlammabzugsvorrichtung nach Anspruch 4 für kreisrunde Klärbecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Heberleitungen (36) mit ihrem absteigenden Arm in einen gemeinsamen feststehenden Ringkanal (19) münden, an dem über eine das Tiefstniveau (N₄) gewährleistende Schwelle die Ablauf rinne (20) angeschlossen ist.

, ,-ι.,,. Belebtschlamm muß schnell und mit

2. der leichte ^B«^eD:rr~Belebungsbecken umge-

großem Durchsaß ms B**g«£ _des _växäecea

füllt werden (z.B. -iJ o»