DE19500974A1 - Klärbecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klärbecken nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei der Schlammabscheidung in Klärbecken fällt neben dem Bodenschlamm auch sogenannter Schwimmschlamm an. Dieser Schwimmschlamm sammelt sich an der Wasseroberfläche und muß mit geeigneten Einrichtungen abgezogen und entfernt werden.

Diese Einrichtungen können eine sogenannte Skimrinne auf­ weisen. Dabei handelt es sich um eine Rinne, deren Vorder­ kante so einstellbar ist, daß sie geringfügig in den Wasserspiegel eintaucht und gerade der Schwimmschlamm überlaufen und aus der Rinne abgezogen werden kann. Die Überlaufkante ist in der Regel einstellbar, weil sich die Eintauchtiefe durch Wasserspiegelschwankungen, ungenaues Bauwerk, insbesondere Niveau-Unterschiede der Laufbahn eines die Rinne tragenden Räumers, etc. ändern kann.

Die Überlaufkante wird in der Regel von einer Bedienungs­ person manuell eingestellt. Hierdurch ist eine schnelle Korrektur einer geänderten Eintauchtiefe praktisch unmög­ lich. Dementsprechend trennt die Skimrinne den Schwimm­ schlamm nur unzureichend vom Reinwasser ab.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Klärbecken der eingangs genannten Art mit einer ver­ besserten Anpassung des Schwimmschlammabzuges an Schwan­ kungen der Wasseroberfläche zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Beim erfindungsgemäßen Klärbecken ermöglicht ein Fühler ein Erfassen sämtlicher Niveau-Änderungen der Wasserober­ fläche. Mit dem Fühler ist eine Regeleinrichtung verbun­ den, welche die Stelleinrichtung so steuert, daß die Über­ laufkante der Rinne stets auf einen bestimmten Abstand von der Wasseroberfläche eingestellt ist. Damit werden die Be­ dingungen für den Schwimmschlammabzug konstant gehalten und dessen Trennung vom Reinwasser verbessert. Eine Kon­ trolle und Einstellung durch eine Bedienperson ist bei der automatischen Rinneneinstellung nicht mehr erforderlich.

Der Fühler kann sich hinter der Rinne befinden, wo die Wasseroberfläche weitgehend von Schwimmschlamm gesäubert und das Niveau entsprechend genau meßbar ist.

Der Fühler kann auch das Niveau der Wasseroberfläche in der Rinne ermitteln, so daß bei sinkendem Niveau die Über­ laufkante gesenkt und bei steigendem Niveau angehoben wird. Hierdurch wird eine Steuerung des Schwimmschlammab­ zuges über die Abzugsmenge ermöglicht.

Der Fühler kann fest mit einem nicht mit der Überlaufkante beweglichen Vorrichtungsteil verbunden sein, beispiels­ weise mit einem starren Rinnenteil oder einer die Rinne tragenden Räumerbrücke. Dann ist jedoch das genaue Ein­ stellen der Überlaufkante auf den angestrebten Abstand von der Wasseroberfläche aufwendig. Vorzugsweise ist der Füh­ ler senkrecht zur Wasseroberfläche verschieblich mit der Überlaufkante gekoppelt, so daß sein Abstand zur Wasser­ oberfläche mit zunehmender Eintauchtiefe abnimmt und umge­ kehrt. Dann liegt stets der Abstand des Fühlers von der Überlaufkante fest, so daß anhand des gemessenen Niveaus der Abstand der Überlaufkante von der Wasseroberfläche genau ermittelt und nachgeregelt werden kann.

Der Fühler kann ein berührungsloser Entfernungsmesser wie ein Echolot sein. Es kommt aber auch ein Fühler mit Flüs­ sigkeitskontakt wie ein Auftriebskörper in Betracht. Der Fühler kann ein elektrisches oder ein mechanisches Signal abgeben. Dafür kann der Auftriebskörper mit einem Wandler zusammenwirken, der in Abhängigkeit von seiner Höhenlage ein Signal abgibt. Dabei kann es sich um elektrische Schalter oder um ein Echolot handeln, das auf den Auf­ triebskörper gerichtet ist.

Dementsprechend können Regeleinrichtungen und Stellein­ richtungen elektrische oder mechanische Größen verarbei­ ten. Die Stelleinrichtung setzt diese in eine Bewegung der Überlaufkante um, indem sie beispielsweise einen Wandab­ schnitt der Rinne oder die Rinne insgesamt schwenkt.

Insbesondere bei einer elektrischen Signalverarbeitung kann die Stelleinrichtung einen elektrischen Antriebsmotor haben, der über ein Getriebe mit der Überlaufkante gekop­ pelt ist. Bei einer rein mechanischen Regelung kann der Auftriebskörper auf der selben Seite der Achse wie die Überlaufkante angeordnet und fest mit dieser verbunden sein. Bevorzugt ist der Auftriebskörper dabei innerhalb der Rinne angeordnet, so daß der Schwimmschlammabzug in Abhängigkeit vom Rinnenablauf gesteuert wird.

Der Auftriebskörper kann in einem einfachen Fall als rin­ nenparaleller Hohlzylinder mit stirnseitigen Abschlüssen ausgebildet sein. Er kann sich zwischen Überlaufkante und Achse befinden oder in die Rinnenwand mit der Überlaufkante integriert sein. Eine Verstellbarkeit des Auftriebskörpers und/oder des Schwenklagers der Abzugskante ermöglichen ein Einstellen der Gewichtsmomente bzw. Verstellkräfte und Veränderung des Gesamtschwenkbereichs.

Bei einer weiteren Ausgestaltung weist ein in die Rinne integrierter Auftriebskörper beidseitig der Achse zum Schwenken der Rinne verschiedene Auftriebsvolumina auf. Bevorzugt sind die Auftriebsvolumina vom Innenraum der Rinne gebildet, der im Unterbereich den Schwimmschlamm aufnimmt. Die unsymmetrische Anordnung der Auftriebsvolu­ mina bezüglich der Achse kann (auch bei symmetrischem Rin­ nenquerschnitt) durch außerzentrische Anordnung der Achse und/oder durch unsymmetrische Gestaltung der Rinne er­ reicht werden. Infolgedessen ändern sich bei Änderung der Wasserspiegel außerhalb bzw. innerhalb der Rinne die Auf­ triebskräfte auf den beiden Seiten der Achse in unter­ schiedlicher Weise, woraus sich die Rinne nachstellende Drehmomente ergeben. Die Schwimmschlammabzugsmenge wird auch hier mit der Pumpenleistung definiert. Somit paßt sich die Eintauchtiefe der Überlaufkante automatisch der Pumpenleistung an. Je größer die Pumpenleistung ist, desto tiefer taucht die Überlaufkante ein. Bei diesem System wird der Schwimmschlamm kontinuierlich, d. h. ohne Unter­ brechung abgezogen. Die Überlaufkante pendelt sich sofort auf den Wasserspiegel ein, um dann in dieser Lage zu ver­ harren. Die Unsymmetrie muß so gewählt sein, daß bei fal­ lendem Wasserspiegel der Auftrieb auf der Seite der Über­ laufkante relativ zum Auftrieb auf der gegenüberliegenden Seite der Achse abnimmt.

Die Erstreckungen der Rinne von der Achse bis zur Über­ laufkante und zur gegenüberliegenden Hinterkante ein Ver­ hältnis von mindestens 1 : 4 haben, um größere Wasserspie­ gelschwankungen ausgleichen zu können. Das Verhältnis kann sogar zu 1 : 1 oder 1 : <1 angesetzt sein, um noch größere Wasserspiegelschwankungen ausgleichen zu können. Wenn die Achse näher an der Hinterkante als an der Überlaufkante angeordnet ist, kann durch eine unsymmetrische Form der Rinne sichergestellt werden, daß bei fallendem Wasserspie­ gel der Auftrieb auf der Seite der Hinterkante größer wird als auf der Seite der Überlaufkante und sich somit ein die Überlaufkante eintauchendes Drehmoment ergibt.

Bei manchen Anwendungsfällen können starke Wasserspiegel­ schwankungen auftreten. Dann ist eine entsprechende Ver­ stellbarkeit der Überlaufkante wünschenswert. Dies ist um so leichter, je weiter die Achse zur Hinterkante verscho­ ben wird. Hierbei muß aber darauf geachtet werden, daß das von der Auftriebskraft auf der Seite der Hinterkante er­ zeugte Drehmoment größer ist als das auf der anderen Sei­ te. Dies kann positiv beeinflußt werden, wenn die Rinne asymmetrisch ausgeführt wird.

Die Rinne kann durch Gewichte auf der einen oder anderen Seite der Achse austariert werden. Wenn das Gewicht auf der Seite der Hinterkante aufgesetzt wird, muß der Wasser­ spiegel im Inneren der Rinne stärker fallen, bevor die Überlaufkante der Rinne eintaucht. Umgekehrt taucht die Rinne früher ein, wenn das Gewicht auf der Seite der Über­ laufkante angesetzt wird. Dies kann wichtig sein, wenn ei­ ne Schwimmschlammpumpe im Inneren der Rinne installiert wird.

Bevorzugt weist die Rinne einen nach unten sich verjüngen­ den Querschnitt auf. Dabei kann die Rinnenwand mit der Überlaufkante zur Wasseroberfläche geneigt sein. Die Nei­ gung kann so gewählt sein, daß eine Veralgung durch Son­ neneinstrahlung weitgehend verhindert wird.

Bei Anordnung der Schwimmschlammpumpe in der Rinne braucht nicht wie üblich ein eigener Pumpensumpf vorgesehen zu sein. Für eine kostengünstige Fertigung kann vielmehr die Form der Rinne so gewählt sein, daß auch noch eine Pumpe im Innenraum Platz hat. Selbstverständlich kann die Rinne auch mittels eines Schlauchs flexibel mit einer außen lie­ genden Pumpe oder einem Pumpensumpf verbunden werden.

Da die Rinne mit dem Pumpensumpf oder dem Sammelkasten ei­ ne Einheit bildet, findet innerhalb der Rinne eine Quer­ strömung statt. Um zu verhindern, daß bei dieser Querströ­ mung nur die unteren Flüssigkeitsbereiche strömen und der Schwimmschlamm oben liegen bleibt, kann die Rinne neben Pumpensumpf oder Sammelkasten Begrenzungen für den Strö­ mungsquerschnitt in Querrichtung haben. Die Begrenzungen können als Überfallbleche und/oder als Umlenkbleche ausge­ bildet sein. Es kann sich aber auch um eine Verringerung des gesamten Rinnenquerschnitts handeln. Die Begrenzungen sorgen dafür, daß der Fließvorgang beschleunigt an der Oberfläche stattfindet und den Schwimmschlamm mitreißt.

Des weiteren kann es nützlich sein, die Rinne trotz auto­ matischer Justierung einstellen zu können. Hierfür kann eine Betätigungseinrichtung mit der Rinne verbunden sein. Die Betätigungseinrichtung kann manuell betätigbar und zu einem Laufsteg einer Räumerbrücke geführt sein.

Des weiteren kann es nützlich sein, von Zeit zu Zeit die Hinterkante der Rinne einzutauchen, um von dieser Seite Schwimmschlamm abzuziehen. Dies kann mittels der Betäti­ gungseinrichtung erfolgen. Hierzu ist es zudem vorteil­ haft, wenn die Hinterkante der Rinne ähnlich lang ist wie die Überlaufkante. Dies kommt auch einer kostengünstigen Herstellung zugute. Die Rinne kann dann nämlich in einem Zug gekantet und somit gefertigt werden.

Die Überlaufkante ist bevorzugt annähernd so lang ausge­ führt wie die gesamte Rinne bzw. die Sammelstelle, so daß der gesamte Baukörper kostengünstig in einem Zug gefertigt werden kann.

Eine besonders interessante Variante ergibt sich, wenn die Rinne mit oder ohne automatischer Anpassung der Überlauf­ kante an das Wasserniveau mit einer oder mehreren Schwimm­ schlammbremsen oder Schwimmschlammschikanen kombiniert wird. Damit ergibt sich in Teilbereichen eine sogenannte Zwangsräumung und der Schwimmschlamm kann erheblich kom­ primierter bzw. dicker abgezogen werden. Bevorzugt ist die aus dem Wasser ragende Wand der Schwimmschlammbremse an einer Aufhängung in einem Abstand vom Bewegungsbereich der Rinne aufgehängt. Rinne und Schwimmschlammbremse sind mit­ tels der Verschiebeeinrichtung relativ zueinander ver­ schiebbar, wobei die Schwimmschlammbremse beim Auftreffen der Rinne auf die Wand eine Ausweichbewegung macht und nach Passieren der Rinne von einer Rückstelleinrichtung in ihre Ausgangslage zurückbewegt wird.

Wenn die Aufhängeachse eine Schwenkachse ist, kann die Schwimmschlammbremse mit einer mehr oder weniger starren Wand beim Auftreffen der Rinne eine ausweichende Schwenk­ bewegung machen und nach dem Passieren der Rinne in ihre Ausgangslage zurückschwenken. Die Schwimmschlammbremse kann aber auch eine feste Aufhängung haben und mit einer flexiblen Wand der Rinne ausweichen.

Die Rückstelleinrichtung kann ein an der Schwimmschlamm­ bremse im Bereich der Wasseroberfläche befestigter Auf­ triebskörper und/oder ein unterhalb ihrer Aufhängachse be­ festigtes Gewicht sein.

Das Klärbecken kann einen Kreisquerschnitt und die Ver­ schiebeeinrichtung eine drehbare Räumerbrücke mit Zentral­ lagerung haben. Die Rinne und ggf. die Schwimmschlammbrem­ se ist dann radial zum Zentrum des Klärbeckens ausgerich­ tet. Dann ist die Rinne an der Räumerbrücke fixiert und ggf. die Schwimmschlammbremse am Klärbecken fest instal­ liert oder umgekehrt. Für eine Schwimmschlammverdichtung unabhängig von der Windrichtung können mehrere Schwimm­ schlammbremsen oder Rinnen in sternförmiger Anordnung im Becken vorgesehen sein.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die Rinne unab­ hängig von der Regelung mit einer vorderen und/oder hinte­ ren Überlaufkante in eine eingetauchte Position schwenkbar ist. Dies ermöglicht die Entfernung von Schwimmschlamm, der sich allmählich vor oder hinter der Rinne aufbauen kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der anliegenden Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Rinne mit berührungslosen Fühlern und einstell­ barem Wandabschnitt in groß schematischer Seitenan­ sicht;

Fig. 2 dieselbe Rinne in der Draufsicht;

Fig. 3 und 4 eine Rinne mit integriertem Auftriebskörper zwischen Schwenkachse und Überlaufkante in einer Stellung ohne Schwimmschlammüberlauf im Schnitt sowie in der Draufsicht;

Fig. 5 dieselbe Rinne in einer Stellung mit Schwimmschlamm­ überlauf im Schnitt;

Fig. 6 eine entsprechende Rinne mit einstellbarem Auftriebs­ körper bzw. einstellbarem Schwenklager im Schnitt;

Fig. 7 und 8 zwei Rinnen mit in eine Wand integriertem Auftriebskörper verschiedener Größe jeweils im Schnitt;

Fig. 9 und 10 Rinne gemäß Fig. 3 bis 5 mit einer Schwimm­ schlammbremse beim Komprimieren des Schwimmschlam­ mes und beim Passieren der Schwimmschlammbremse jeweils im Schnitt;

Fig. 11 Rundklärbecken mit derselben Rinne und drei Schwimm­ schlammbremsen in grob schematischer Draufsicht;

Fig. 12 eine schwenkbare Rinne mit Achse nahe der Überlauf­ kante und asymmetrischer Form im Querschnitt in Ausgangslage (ausgezogene Linien) und in geschwenk­ ter Lage (gestrichelt);

Fig. 13 und 14 eine schwenkbare Rinne mit symmetrischem Querschnitt und Schwenkachse nahe der Überlaufkan­ te im Querschnitt in Ausgangslage (ausgezogen) und geschwenkt (gestrichelt) (Fig. 13) sowie in Drauf­ sicht (Fig. 14);

Fig. 15 bis 17 eine schwenkbare Rinne mit mittiger Achse und asymmetrischer Form im Querschnitt in Ausgangs­ lage (ausgezogen) und geschwenkt (gestrichelt) (Fig. 15), Draufsicht (Fig. 16) und in Längsschnitt (Fig. 17).

Gemäß Fig. 1 und 2 ist in einem Klärbecken eine kastenför­ mige Rinne 1 vorgesehen. Die Rinne 1 hat etwa einen U-för­ migen Querschnitt, wobei im Rinnenboden 2 ein Abzugsrohr 3 mündet. Eine Rückwand 4 der Rinne ragt stets über die Was­ seroberfläche 5 hinaus. Die Rinnenvorderwand 6 hat oben einen Wandabschnitt 7 angelenkt, der unter die Wasserober­ fläche 5 schwenkbar ist. An den Stirnseiten weist die Rinne 1 Abschlußwände 8 auf, wobei zwischen Wandabschnitt 7 und Abschlußwänden nicht gezeigte Gummidichtungen ange­ ordnet sind.

Bei einer ersten automatischen Regelung des Schwimmschlamm­ abzuges ist ein Echolot 9 an der Rinne 1 fixiert. Das Echolot 9 liefert sein Meßsignal an einen elektronischen Regler 10. Dieser steuert einen Stellmotor 11, der über eine Spindel 12 den Wandabschnitt 7 schwenkt und damit dessen Überlaufkante 13 verstellt.

Diese Einrichtung ermöglicht also die Feststellung des Niveaus der Wasseroberfläche und Einstellung der Überlauf­ kante 13 so, daß eine bestimmte Eintauchtiefe erreicht wird, die für einen Abzug des Schwimmschlammes optimal ist. Die Rinne 1 wird von einer nicht gezeigten Ver­ schiebeeinrichtung in Richtung V bewegt, so daß sie die Wasseroberfläche 5 abskimt. Durch die Anordnung des Echo­ lots 9 in Verschieberichtung V hinter der Rinne 1 wird eine Messung an der Reinwasseroberfläche erreicht.

Diese Regelung ist in der Praxis verhältnismäßig aufwen­ dig, da jedem gemessenen Niveau der Wasseroberfläche 5 eine entsprechende Stellung der Spindel 12 zugeordnet wer­ den muß. Eine Rückmeldung über den Sensor 9 ist nicht mög­ lich, da die Eintauchtiefe der Überlaufkante 13 keine meß­ technisch erfaßbare Niveau-Änderung der Wasseroberfläche 5 erzeugt.

Deshalb ist bei einer Variante das Echolot 9′ fest mit dem schwenkbaren Wandabschnitt 7 und damit der Überlaufkante 13 verbunden. Das Echolot 9′ ist vor der Rinne 1 gezeich­ net, kann sich jedoch für eine Messung an der Reinwasser­ oberfläche auch dahinter befinden. Es ist ebenfalls mit der Regeleinrichtung 10 verbunden, die wiederum den Stell­ motor 11 und damit über die Spindel 12 die Überlaufkante 13 steuert.

In diesem Falle muß von der Regeleinrichtung lediglich ein einzustellender Sollabstand des Sensors 9′ von der Wasser­ oberfläche 5 nachgefahren werden, ohne daß es einer defi­ nierten Stellung der Spindel 12 bedarf. Bei einem Sollab­ stand von z. B. 0,05 m des Echolots 9′ von der Wasserober­ fläche und einem Abstand des Sensors von 0,07 m von der Überlaufkante 13 wird also automatisch eine Eintauchtiefe von der Überlaufkante von 0,02 m geregelt.

Die Niveaumessung der Wasseroberfläche 5 kann anstatt ei­ nes Echolots ähnliche Meßeinrichtungen aufweisen. Es ist jedoch auch eine indirekte Messung über Schwimmer und Nä­ herungsschalter oder Kontaktschalter möglich. Des weiteren kann statt des Wandabschnittes 7 die komplette Rinne 1 ge­ schwenkt werden, wobei sich ebenfalls die Überlaufkante 13 absenkt.

Während das vorherige Ausführungsbeispiel elektronische Meß- und Regeleinrichtungen aufweist, sind die nachfolgen­ den Ausführungsbeispiele einfache und robuste mechanische Lösungen. Bei der Beschreibung werden dieselben Bezugs­ ziffern wie zuvor verwendet, soweit übereinstimmende Ele­ mente angesprochen sind.

Die Rinne 14 gemäß Fig. 3-5 hat an ihren Abschlußwänden 8 Schwenklager 15 von denen nur die Zapfen dargestellt sind und um die sie um eine Längsachse schwenkbar ist. Die Rinne 14 weist einen parallel zur Schwenkachse erstreckten Auftriebskörper 16 in Form eines Hohlzylinders mit Kreis­ querschnitt auf. Der Hohlzylinder 16 ist zwischen den Schwenklagern 15 und der Überlaufkante 13 angeordnet und stirnseitig von den Abschlußwänden 8 abgeschlossen. Der Auftriebskörper 16 kann aufgrund seines Abstandes x von der Schwenkachse durch Aufschwimmen im Wasser ein rechts­ drehendes Drehmoment auf die Rinne 14 ausüben. Dieses Drehmoment hängt von der Höhe der Wasseroberfläche 5 und vom Abstand in der Rinne 14 ab.

Bei einem Niveau der Wasseroberfläche 5 in der Rinne 14 gemäß Fig. 3 ist mit der Rinne die Überlaufkante 13 so hoch geschwenkt, daß gerade kein Schwimmschlamm überlaufen kann. Ist die Wasseroberfläche 5 in der Rinne 14 gemäß Fig. 5 abgesunken, so schwenkt die Rinne aufgrund ihres Eigengewichts im Gegensinne in eine Position, in der sie von dem Auftriebskörper 16 gehalten wird. Dabei sinkt die Überlaufkante 13 unter die Wasseroberfläche 5′ außerhalb der Rinne 14, so daß Schwimmschlamm abgezogen wird. Bei leerer Skimrinne 14 ist diese mit der Überlaufkante 13 maximal heruntergeschwenkt, so daß ein maximaler Wasser­ eintritt möglich ist.

In der Praxis bedeutet dies, daß beim Befüllen des Beckens zunächst die Überlaufkante 13 der Rinne 14 nach unten hängt. Wenn der Wasserspiegel 5′ steigt, fließt Wasser in die Rinne 14. Mit steigendem Wasserspiegel 5 in der Rinne wird diese von dem Schwimmer 16 emporgeschwemmt, und die Überlaufkante 13 steigt nach oben. Wenn die Überlaufkante den äußeren Wasserspiegel 5′ erreicht hat bzw. durch­ schneidet, wird die Wasserzufuhr unterbrochen, und der Überlauf wird unterbrochen.

Wird der Rinne 14 Wasser entzogen, senkt sich aufgrund des geringeren Auftriebes die Überlaufkante 13 ab und es fließt genau so viel Wasser bzw. Schwimmschlamm nach, wie der Rinne entzogen wird. Je nach dem Mengenstrom von Was­ ser bzw. Schlamm durch den Abzug 3 wird also die Eintauch­ tiefe der Überlaufkante 13 eingestellt. Bei einer dünnen Schwimmschlammschicht reicht eine kleine Abzugsleistung, wogegen bei einer dicken Schicht die Abzugsleistung erhöht werden kann. Bei dieser Version kann also durch Verände­ rung der Abzugsleistung die Eintauchtiefe der Überlauf­ kante 13 gesteuert und damit eine Anpassung an die Dicke der Schwimmschlammschicht erreicht werden. Gemäß Fig. 5 wird die Steuerung der Abzugsleistung mittels eines Dros­ selorgans 17 vor einer Schwimmschlammpumpe 18 durchge­ führt. Dabei kann die Schwimmschlammpumpe 18 in der Rinne 14 sitzen, in einem eigenen Kasten sitzen, der mit der Rinne 14 mitdreht, in einem eigenen ortsfesten Kasten sitzen und über eine flexible Leitung mit der Rinne ver­ bunden sein oder völlig außerhalb des Klärbeckens z. B. in einem Pumpensumpf sitzen, wobei ebenfalls eine flexible Verbindung zur Rinne 14 hergestellt ist.

Für die Steuerung der Überlaufkante 13 kann ferner ein Ab­ zug 3 mit einer Gefälleleitung verbunden sein.

Diese Konstruktion kann für folgende Verfahrensweise ge­ nutzt werden: Da bei Inbetriebnahme eines Klärbeckens der Schwimmschlamm immer erst in dünner Konsistenz auftritt, kann die Abzugsleistung zunächst so gering eingestellt werden, daß sich eine geringe Eintauchtiefe der Überlauf­ kante 13 von nur 3-5 mm ergibt. Im Laufe der Zeit sammeln sich jedoch dickere Schwimmschlammschichten vor der Rinne 14 an, die in gewissen Zeitabständen durch Stei­ gerung der Abzugsmenge in einem kurzen "Schwimmschlamm­ schub" abgezogen werden können. Die Steuerung der Schwimm­ schlammschübe kann über eine Zeitschaltuhr erfolgen. Damit wird eine verbesserte Abtrennung des Schwimmschlammes vom Reinwasser erreicht, ohne daß sich Schwimmschlammansamm­ lungen ergeben.

Die Rinne 19 gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von der Rinne 14 dadurch, daß der Auftriebskörper 16 und/oder die Lager­ zapfen 15 in Richtung x bzw. y verstellbar sind. Damit läßt sich das Drehmoment des Auftriebskörpers 16 um die Schwenklager 15 und damit die Feinfühligkeit der Regelung einfach verändern. Mit dem Auftriebskörper 16 kann außer­ dem der Spalt s zur Vorderwand 6 verändert werden. Bei richtiger Einstellung kann hier eine Sogwirkung erzeugt werden, die den über die Überlaufkante 13 eintretenden Schwimmschlamm verstärkt nach unten reißt.

Bei den Rinnen 20, 21 gemäß Fig. 7 und 8 ist im Unter­ schied zur Rinne 14 der Auftriebskörper 22, 23 ein Hohl­ zylinder mit Rechteckquerschnitt, der in die Vorderwand 6 integriert ist. Der Auftriebskörper 22, 23 geht jeweils von der Überlaufkante 13 aus und ist gemäß Fig. 7 nur über die halbe Höhe der Vorderwand 6 und gemäß Fig. 8 bis zum Rinnenboden 2 erstreckt. Die Auftriebskörper 22, 23 sind in den Rinnen 20, 21 angeordnet, so daß sie über die Was­ seroberfläche 5 hinaus stehen und deren Niveauänderungen folgen können.

Sämtliche Rinnen können alleine eingesetzt werden oder in Kombination mit Schwimmschlammeinweisschildern, welche den Schwimmschlamm zur Rinne führen, und/oder Spritzvorrich­ tungen, welche den Schwimmschlamm zur Rinne spritzen.

Des weiteren können sämtliche Rinnen zusammen mit Einrich­ tungen zum Komprimieren des Schwimmschlammes eingesetzt werden, die nachfolgend an Hand der Fig. 9 bis 11 erläu­ tert werden. Gezeigt ist dort eine Rinne 14, deren Schwenklager 15 an einer in Verschieberichtung V beweg­ lichen Räumerbrücke 24 gelagert sind. In der Rinne 14 sitzt eine Schwimmschlammpumpe 18, in deren Druckleitung sich ein Drosselorgan 17 befindet.

In Verschieberichtung V hinter der Rinne 14 befindet sich eine Schwimmschlammschikane bzw. Schwimmschlammbremse 25. Diese hat einen zweiarmigen Hebel 26, der unterhalb der Wasseroberfläche 5′ bei 27 schwenkbar gelagert ist. Der Hebel 26 trägt oben eine Wand 28, die sich so weit unter­ halb und oberhalb der Wasseroberfläche 5′ erstreckt, daß sie bei aufgerichtetem Hebel 26 aufschwimmenden Schwimm­ schlamm sicher zurückhält. Der Hebel 26 wird in der aufge­ richteten (z. B. vertikal oder geneigt) Position von einem Auftriebskörper 29 gehalten, der mit der Wand 28 verbunden ist. Auch ein Gewicht 30 am anderen Hebelarm belastet den Hebel 26 so, daß er stets von selbst in eine aufgerichtete Lage tendiert.

Gemäß Fig. 9 fährt die Rinne 14 auf die Schwimmschlamm­ bremse 25 zu, wobei sich der zwischenliegende Schwimm­ schlamm immer mehr komprimiert und zugleich in die Rinne abgezogen wird. Dabei kann der Schwimmschlammabzug über einen Kontaktschalter im geeigneten Zeitpunkt eingeschal­ tet und somit der Komprimierungsgrad bzw. die Eindickung des Schwimmschlammes gesteuert werden. Gemäß Fig. 10 über­ fährt die Rinne 14 die Schwimmschlammbremse 25 und drückt dabei den Hebel 26 bzw. die Wand 28 nach unten. Sobald die Rinne 14 die Schwimmschlammbremse 25 frei gibt, kehrt die­ se unter dem Einfluß des Auftriebskörpers 29 bzw. des Ge­ wichts 30 in ihre Ausgangslage zurück.

Gemäß Fig. 11 sind drei Schwimmschlammbremsen 25 sternför­ mig in einem Rundklärbecken 31 angeordnet. Die Rinne 14 wird in Verschieberichtung V am Außenrand des Rundklär­ beckens 31 entlanggeführt und wirkt bei jeder Umdrehung mit sämtlichen Schwimmschlammbremsen 25 zusammen.

Durch die Verteilung der Schwimmschlammbremsen 25 über den Beckenumfang ergeben sich Beckensegmente, die je nach Windrichtung mit Schwimmschlamm belegt werden. Hierdurch ist windunabhängig ein Komprimieren des Schwimmschlammes gesichert. Der Schwimmschlammabzug braucht nur auf der Seite eingeschaltet zu werden, in die der Schwimmschlamm geblasen wird. Das läßt sich relativ einfach bewerkstel­ ligen, indem man in bestimmten Zeitabständen die Windrich­ tung mißt und die Schwimmschlammpumpe aktiviert, wenn sich die Rinne 14 in dem belegten Sektor befindet.

Dieses System der Schwimmschlammbremsen 25 ist auch mit herkömmlichen Skimrinnen kombinierbar und läßt sich nach­ rüsten.

Anstatt eines schwenkbar gelagerten Hebels 26 ist auch ein federndes Blech, ein elastischer Gummilappen oder ein Bremsblech mit Gegengewicht denkbar, wobei dieses Bauteil oben aufgehängt ist und der ankommenden Rinne nach oben ausweicht. Dann wird jedoch die Befestigung der Rinne von unten her erfolgen.

Wichtig ist, daß die Schwimmschlammbremse der Rinne zum richtigen Zeitpunkt ausweichen kann. Dieses Ausweichen kann je nach Ausführung nach unten, nach oben oder seit­ wärts erfolgen.

Wahlweise kann die Rinne oder die Schwimmschlammbremse be­ wegt sein. Wichtig ist, daß zwischen diesen Bauteilen eine Relativbewegung stattfindet.

Besonders vorteilhaft kann sein, wenn als Reinwasserabzug radial angeordnete getauchte Reinwasserabzugsrohre instal­ liert sind (wie die Schwimmschlammbremsen 25 Fig. 11). Dann können diese als Konsolen für die Drehpunkte 27 Fig. 9 dienen. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß diese Rohre so tief installiert werden, daß sie nicht mit der Rinne 14 kollidieren.

Die Rinnen der Fig. 12 bis 17 sind ebenfalls für Kombina­ tion mit Schwimmschlammeinweisschildern, Spritzvorrichtun­ gen oder Einrichtungen zum Komprimieren des Schwimmschlam­ mes geeignet. Die Rinne gemäß Fig. 12 hat eine stark zur Wasseroberfläche 5′ geneigte Vorderwand 6, einen schmalen Boden 2 und eine Rückwand 4 mit einem geneigten Unterbe­ reich und einem vertikalen Oberbereich. Diese Rinne 32 hat also einen asymmetrischen Querschnitt. Sie weist eine Schwenkachse 15 auf, die nahe der Überlaufkante 13 bzw. der geneigten Vorderwand 6 angeordnet ist.

Oberhalb des Wasserspiegels 5 hat die Rinne folglich beid­ seitig der Achse 15 unterschiedliche Auftriebsvolumina. Es wird angenommen, daß sich die Rinne in der Ausgangslage im Gleichgewicht befindet.

Wenn jetzt der Wasserspiegel 5 im Inneren der Rinne 32 fällt, beispielsweise weil der Schwimmschlammabzug erhöht wird bzw. der Wasserspiegel 5′ fällt, ändern sich die Auf­ triebskräfte auf den beiden Seiten der Achse 15 unter­ schiedlich. Daraus resultiert ein Drehmoment, welches die Rinne entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, so daß die Über­ laufkante 13 absinkt. Die Verdrehung erfolgt soweit, bis die Drehmomente wieder im Gleichgewicht stehen. Dann strömt entweder bei unverändertem Wasserspiegel 5′ mehr Wasser in die Rinne 32 oder bei gesunkenem Wasserspiegel 5′ wird dieser wieder von der Überlaufkante 13 unter­ schnitten. Die Rinne 32 ist gestrichelt in der geschwenk­ ten Gleichgewichtslage gezeigt.

Die Rinne 32 gemäß Fig. 12 muß für den Ausgleich geringer Schwankungen des Wasserspiegels 5′ erheblich verschwenkt werden. Dies ist eine Folge der Anordnung der Achse 15 in der Nähe der Überlaufkante 13. Bei der Rinne 33 gemäß Fig. 13, 14 werden aufgrund der Anordnung der Achse 15 in wei­ terer Entfernung von der Überlaufkante 13 geringere Schwenkwege ermöglicht. Bei dieser Rinne sind die Vorder­ wand 6 und die Rückwand 4 bezüglich eines Bodens 2 symme­ trisch ausgebildet und weisen jeweils einen geneigten Un­ terabschnitt und einen vertikalen Oberabschnitt auf. Ent­ scheidend für die Funktion der Rinne 33 ist hier die außermittige Anordnung der Achse 15.

Die Rinne 34 gemäß Fig. 15 bis 17 hat eine asymmetrische Form entsprechend der Rinne gemäß Fig. 12. Die Achse 15 ist jedoch weiter von der Überlaufkante 13 in die Nähe der Mitte des oberen Öffnungsbereichs gerückt. Hier werden die unterschiedlichen Auftriebskräfte zur Nachstellung der Rinne vor allem durch die asymmetrische Rinnengestaltung bewirkt. Nahe der Überlaufkante 13 ist eine Bedienstange 35 angeordnet, die zum Laufsteg einer Brücke geführt ist. Mit Hilfe der Bedienstange 35 kann die Überlaufkante 13 bzw. die Hinterkante 36 der Rinne von Zeit zu Zeit unter die Wasseroberfläche 5′ getaucht werden. Hierdurch wird ein zeitweilig verstärkter Schwimmschlammabzug erreicht.

Außerdem hat die Rinne 34 im Unterbereich in Querrichtung voneinander beabstandete, vertikale Querbleche 37. Zudem ist an einer Seite der Rinne im Oberbereich ein etwas zur Horizontalen geneigtes Strömungsblech 38 vorgesehen. Die Begrenzungen 37, 38 begrenzen die Querströmung innerhalb der Rinne 34 im wesentlichen auf den Oberbereich unterhalb der Wasseroberfläche 5. Folglich kann sich Schwimmschlamm nicht an der Wasseroberfläche 5 ansammeln und wird aus ei­ nem Sammelraum 39 durch den Schwimmschlammabzug 3 abgezo­ gen. Die Rinne 34 stellt sich im übrigen aufgrund ihres oben geschilderten Schwenkverhaltens automatisch auf die Wasserspiegelhöhen 5′, 5 ein.

Claims (41)

1. Klärbecken mit einem Zulauf für die klärende Trübe, ei­ nem Reinwasserabzug für das geklärte Wasser, einem Bo­ denschlammabzug für auf den Beckenboden abgesetzten Bodenschlamm und einem Schwimmschlammabzug für Schwimmschlamm an der Wasseroberfläche, der eine parallel zur Wasseroberfläche erstreckte Rinne mit einer Überlaufkante, eine Stelleinrichtung zum Ver­ stellen der Überlaufkante bezüglich der Wasserober­ fläche und eine Verschiebeeinrichtung zum relativen Parallelverschieben von Rinne und Wasseroberfläche hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fühler (9, 16) für das Niveau der Wasseroberfläche (5) vorgesehen ist, der mit einer Regeleinrichtung (10) verbunden ist, welche die Stelleinrichtung (11, 12) so steuert, daß die Überlaufkante (13) auf einen bestimmten Ab­ stand von dem ermittelten Niveau der Wasseroberfläche eingestellt ist.

2. Klärbecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (9) außerhalb der Rinne (1) das Niveau der Wasseroberfläche (5) mißt.

3. Klärbecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (6) das Niveau der Wasseroberfläche (5) in der Rinne (14) ermittelt.

4. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (9) fest mit einem nicht mit der Überlaufkante (13) beweglichen Vorrich­ tungsteil (1) verbunden ist.

5. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Fühler (9′) senkrecht zur Was­ seroberfläche (5) verschieblich und so mit der Über­ laufkante (13) gekoppelt ist, daß sein Abstand zur Wasseroberfläche mit zunehmender Eintauchtiefe abnimmt und umgekehrt.

6. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (9) ein berührungsloser Entfernungsmesser (9), wie ein Echolot, ist.

7. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler einen Auftriebskörper aufweist.

8. Klärbecken nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper mit einem Wandler zusammenwirkt, der seine Höhenlage in ein Signal umwandelt.

9. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung einen elek­ trischen Antriebsmotor (11) hat, der über ein Getriebe (12) mit der Überlaufkante (13) gekoppelt ist.

10. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufkante (13) an einem schwenkbaren Wandabschnitt (7) der Rinne (1) ausgebil­ det ist.

11. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufkante (13) an einer um eine Achse (15) schwenkbaren Rinne (14) ausgebildet ist.

12. Klärbecken nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (16) auf der­ selben Seite der Achse (15) wie die Überlaufkante (13) an der Rinne (14) befestigt ist.

13. Klärbecken nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (16) zwischen Überlaufkante (13) und Achse (15) der Rinne (14) angeordnet ist.

14. Klärbecken nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper ein Hohlzylin­ der (16) mit stirnseitigen Abschlüssen (8) ist.

15. Klärbecken nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (22, 23) in eine die Überlaufkante (13) aufweisende Rinnenwand (6) integriert ist.

16. Klärbecken nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (16) und/oder das Schwenklager (15) der Rinne (19) verstellbar ist.

17. Klärbecken nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (14) einen Abzug (3) mit einstellbarem Durchsatz hat.

18. Klärbecken nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskör­ per in die Rinne (32, 33, 34) integriert ist und beid­ seitig der Achse (15) unterschiedliche Auftriebsvolu­ mina aufweist.

19. Klärbecken nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebsvolumina von dem Innenraum der Rinne (32, 33, 34) gebildet sind, der im Unterbereich den Schwimmschlamm aufnimmt.

20. Klärbecken nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckung der Rinne (32, 33, 34) von der Achse (15) zur Hinterkante (36) maximal viermal so lang ist, wie die Erstreckung von der Achse zur Über­ laufkante (13).

21. Klärbecken nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckung von der Achse (15) zur Hinterkante (36) maximal genauso lang ist, wie die Erstreckung von der Achse zur Überlaufkante (13).

22. Klärbecken nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (32, 33, 34) einen nach unten verjüngten Querschnitt aufweist.

23. Klärbecken nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnenwand (6) mit der Überlaufkante (13) zur Wasseroberfläche (5′) geneigt ist, vorzugsweise so steil, daß eine Veralgung weitgehend verhindert wird.

24. Klärbecken nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (32, 33, 34) zusätzliche Gewichte zum Verändern der Lage der Überlaufkante (13) bezüglich des Wasserspiegels (5, 5′) aufweist.

25. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwimmschlammpumpe im Innen­ raum der Rinne installiert ist.

26. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (34) neben einem Pumpen­ sumpf oder Sammelkasten (39) Begrenzungen (37, 38) für den Strömungsquerschnitt in Querrichtung hat.

27. Klärbecken nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungen Leitbleche (37, 38) im Innenraum der Rinne (34) sind.

28. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung (35) zum gezielten Schwenken der Rinne (34) mit dieser ver­ bunden ist.

29. Klärbecken nach einem der Ansprüche 11 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Hinterkante (36) der Rinne (34) etwa der Länge der Überlaufkante (13) ent­ spricht.

30. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufkante (13) etwa so lang wie die gesamte Rinne (34) ist.

31. Klärbecken nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbe­ sondere in Verbindung mit dessen Kennzeichen, insbe­ sondere in Verbindung mit einem der Ansprüche 2 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schwimmschlammbremse (25) mit einer über die Wasser­ oberfläche (5′) reichenden Wand (28) vorgesehen ist, daß die Wand (28) eine Aufhängung (27) in einem Ab­ stand vom Bewegungsbereich der Rinne (14) hat, daß Rinne und Schwimmschlammbremse (25) von der Verschie­ beeinrichtung (24) relativ zueinander verschiebbar sind, wobei die Schwimmschlammbremse (25) beim Auf­ treffen der Rinne (14) auf die Wand (28) eine Aus­ weichbewegung macht und nach Passieren der Rinne von einer Rückstelleinrichtung (29, 30) in ihre Ausgangs­ lage zurückbewegt wird.

32. Klärbecken nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung eine Schwenklagerung (27) und die Ausweichbewegung eine Schwenkbewegung der Schwimm­ schlammbremse (25) ist.

33. Klärbecken nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus einem flexiblen Material und die Aus­ weichbewegung eine Materialverformung ist.

34. Klärbecken nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung einen an der Schwimmschlammbremse (25) im Bereich der Wasser­ oberfläche (5′) befestigten Auftriebskörper (29) auf­ weist.

35. Klärbecken nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung ein un­ terhalb der Aufhängung (27) befestigtes Gewicht (30) aufweist.

36. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Rundklärbecken (31) mit um ein Zentrallager drehbarer Räumerbrücke (24) und mit radial zum Zentrum ausgerichteter Rinne (14) und ggf. entsprechend ausgerichteter Schwimmschlammbremse (25) ist, und daß die Rinne (14) an der Räumerbrücke (24) fixiert und ggf. die Schwimmschlammbremse (25) klär­ beckenfest installiert ist oder umgekehrt.

37. Klärbecken nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schwimmschlammbremsen (25) oder Rinnen (14) in sternförmiger Anordnung vorgesehen sind.

38. Klärbecken nach einem der Ansprüche 31 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß radial angeordnete, getauchte Reinwasserabzugsrohre Schwenklagerungen für die Schwimmschlammbremsen aufweisen.

39. Klärbecken nach einem der Ansprüche 11 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne unabhängig von der Rege­ lung der Überlaufkante in Abhängigkeit vom Niveau der Wasseroberfläche mit einer vorderen und/oder hinteren Überlaufkante in eine eingetauchte Position schwenkbar ist.

40. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmschlammabzug kontinu­ ierlich ist.

41. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe der Überlaufkan­ te (13) der Rinne (14) im wesentlichen von der Abzugs­ leistung bestimmt ist.