DE19824350A1 - Trenneinrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Trenneinrichtung zum Einbau in einen von mit Feststoff beladenen Flüssigkeiten, insbesondere Mischwasser, durchströmten Kanal vor einem Entlastungsbauwerk beschrieben. Die Trenneinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Kreuzstromlamellenpaket zur axialen Durchströmung mit mindestens zwei parallel zueinander und quer zur Kanalströmungsrichtung geneigt angeordneten Lamellen aufweist. Die Trenneinrichtung erzeugt einen Feststoffgradienten über dem Kanalquerschnitt, der es ermöglicht, in einem der Trenneinrichtung nachfolgenden Entlastungsbauwerk den Flüssigkeitsstrom in einen ersten Teilstrom mit hoher Feststoffbeladung und einen zweiten Teilstrom mit niedriger Feststoffbeladung zu separieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trenneinrichtung zum Einbau in einen von mit Feststoff beladenen Flüssigkei­ ten, insbesondere Mischwasser, durchströmten Kanal vor einem Entlastungsbauwerk.

Bekannt sind Anlagen bei Abwasser- oder Mischwasserkanälen, bei denen eine mechanische Reinigung an den Trennbauwerken in der Form von Rechenanlagen erfolgt. Diese bewirken den Rückhalt von größeren Feststoffen (ca. 76-10 mm und dar­ über).

Es ist ferner bekannt, Belastungen in Regenwasserableitun­ gen durch den Bau von Regenklärbecken entgegenzuwirken. Nach dem Sedimentationsprinzip setzen sich hierbei Fest­ stoffe und Schwebstoffe ab, so daß im wesentlichen fest­ stoffreies Wasser abgeführt werden kann.

Bei Entlastungsbauwerken (Kanalweichen) erfolgt eine Auf­ teilung des Flüssigkeitsstromes in mehrere Einzelströme beispielsweise über ein Überfallwehr oder eine Aufteilung des Kanalquerschnittes in einen ersten tieferen Kanal, der beispielsweise zur Kläranlage führt, und in einen zweiten höheren Kanal, der Wasser mit geringem Feststoffanteil bei­ spielsweise zum Vorfluter führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trennein­ richtung der angegebenen Art zu schaffen, mit der eine be­ sonders gute Trennung des Flüssigkeitsstromes in einem nachfolgenden Entlastungsbauwerk in einen Teilstrom mit hoher Feststoffbeladung und einen Teilstrom mit niedriger Feststoffbeladung erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Trenneinrich­ tung der angegebenen Art dadurch gelöst, daß sie mindestens ein Kreuzstromlamellenpaket zur axialen Durchströmung mit mindestens zwei parallel zueinander und quer zur Kanalströ­ mungsrichtung geneigt angeordneten Lamellen aufweist.

Die erfindungsgemäße Trenneinrichtung übernimmt Strömungs­ lenkungsfunktionen, d. h. die normalerweise turbulente Strö­ mung in Kanälen wird in eine laminare Strömung umgewandelt. Hierdurch wird es möglich, Trennfunktionen auszuüben, d. h. Feststoffteile, insbesondere auch kleine Teile, aus der Flüssigkeitsströmung abzuscheiden, die sich an den Lamel­ lenoberflächen ansammeln und durch deren Neigung abwärts in tiefere Kanalbereiche gleiten. In den tieferen Kanalberei­ chen erfolgt somit eine Ansammlung von Feststoffteilchen, so daß mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Trenneinrich­ tung über den Kanalquerschnitt, vorzugsweise vertikal, ein Feststoffgradient mit geringer Feststoffbeladung im oberen Bereich und größerer Feststoffbeladung im unteren Bereich erzielt wird. Im nachfolgenden Entlastungsbauwerk (Weiche) kann somit mit besonders gutem Wirkungsgrad eine Abtrennung der feststoffarmen oberen Flüssigkeitsschicht und der fest­ stoffreichen unteren Flüssigkeitsschicht erfolgen. Hierzu ist beispielsweise ein einfacher Überlauf ausreichend, über den die feststoffarme obere Flüssigkeitsschicht abgeführt wird, beispielsweise in einen Vorfluter, während die fest­ stoffreiche Flüssigkeitsschicht über den Kanal bis zur Kläranlage weitergeführt wird.

Die mindestens zwei parallel zueinander und quer zur Kanal­ strömungsrichtung geneigt angeordneten Lamellen haben dabei die Aufgabe, die turbulente Kanalströmung in eine laminare Strömung umzuwandeln und Leitflächen zum (teilweisen) Ab­ setzen und Absinken der Feststoffe auf den Lamellen (Trenn­ platten) zu bilden (linearisierte Strömung). Durch die Trenneinrichtung werden somit die Feststoffe im Kanal nach unten geführt, so daß sich der gewünschte Feststoffgradient über dem Kanalquerschnitt ergibt.

Bei dem erfindungsgemäß zur Trennung angewendeten Kreuz­ stromprinzip ist der horizontale Durchfluss der Trägerflüs­ sigkeit, d. h. des Flüssigkeits-Feststoff-Gemisches, senk­ recht zur Gleitbewegung der abzutrennenden Stoffe gerich­ tet.

Das mindestens eine Kreuzstromlamellenpaket der erfindungs­ gemäß ausgebildeten Trenneinrichtung besteht zweckmässiger­ weise aus mehreren übereinander angeordneten Lamellen. Die Lamellen sind quer zur Kanalströmungsrichtung geneigt, so daß sich im einfachsten Fall der Anordnung eines einzigen Kreuzstromlamellenpaketes über den Kanalquerschnitt entwe­ der links unten oder rechts unten im Kanal entsprechende Feststoffansammlungen bzw. Schwebstoffansammlungen ergeben.

Der Neigungswinkel der Lamellen der Kreuzstromlamellenpa­ kete sowie der Abstand zwischen den Lamellen sind an die jeweils vorherrschenden Gegebenheiten angepaßt, wobei eine Neigung der Kreuzstromlamellenpakete gegenüber der Horizon­ talen von 30-75°, insbesondere 60°, und ein Abstand zwi- - schen den Lamellen in den einzelnen Paketen von 2-10 cm be­ sonders bevorzugt werden.

Das mindestens eine Kreuzstromlamellenpaket kann den ge­ samten Kanalquerschnitt, d. h. auch dessen unteren Teil, ausfüllen. Bevorzugt wird jedoch eine Lösung, bei der das mindestens eine Kreuzstromlamellenpaket so ausgebildet ist, das es nur den oberen Teil des Kanalquerschnitts ausfüllt. Bei dieser Ausführungsform bleibt daher der untere Teil des Kanalquerschnittes lamellenfrei, so daß die Feststoffe in diesem Bereich ungehindert abgeführt werden können und es nicht zu Kanalverstopfungen kommt.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebil­ deten Trenneinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie mindestens zwei gegensinnig geneigte und dachförmig oder V-förmig aneinandergesetzte Kreuzstromlamellenpakete auf­ weist. Bei dieser Ausführungsform sind beide Pakete vor­ zugsweise von innen nach außen und unten geneigt, so daß die Feststoffe in die beiden Außenbereiche des Kanales gleiten bzw. rutschen.

Es versteht sich, daß die einzelnen Lamellen generell in einem entsprechenden Abstand von den Kanalwänden enden, so daß in diesen Bereichen ein Absinken der Feststoffe erfol­ gen kann. Das Kreuzstromlamellenpaket weist daher seitlich neben sich vorzugsweise einen Durchlaß zum Absinken der se­ parierten Feststoffe auf.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Trennein­ richtung so ausgebildet, daß sie eine Vielzahl von Kreuz­ stromlamellenpaketen aufweist, die jeweils aus zwei dach­ förmig oder V-förmig aneinandergesetzten Lamellenpaketen bestehen. Hierbei sind zweckmässigerweise zwischen den ein­ zelnen Lamellenpaketpaaren und wandseitig neben denselben Durchlässe zum Absinken der separiert?n Feststoffe angeord­ net. Die Anordnung von mehreren gleichsinnig geneigten Kreuzstromlamellenpaketen nebeneinander über den Kanalquer­ schnitt liegt ebenfalls im Bereich der Erfindung, wobei auch hier entsprechende Durchlässe vorgesehen sein sollten.

Zur Halterung des Kreuzstromlamellenpaketes oder der Kreuz­ stromlamellenpakete weist die erfindungsgemäß ausgebildete Trenneinrichtung ein geeignetes Gestell bzw. einen geeigne­ ten Rahmen auf. Hiermit kann die Trenneinrichtung stationär im Kanal angeordnet bzw. fixiert sein. Sie ist jedoch vor­ zugsweise bewegbar ausgebildet, so daß sie zu Reinigungs­ zwecken aus dem Kanal herausgefahren oder herausgeschwenkt werden kann.

Vorzugsweise ist der Trenneinrichtung eine Grobrechenanlage vorgeschaltet, die grobe Teile von der Trenneinrichtung fernhält.

Die Trenneinrichtung wird vorzugsweise so eingebaut, daß bei steigendem Wasserspiegel, zum Beispiel in Mischwasser­ kanälen, speziell Stauraumkanälen, die Trennfunktion ein­ setzt, während bei normalem Trockenwetterdurchfluß keine Verschmutzung mit Reinigungsnotwendigkeit entsteht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen Regenwas­ serkanal mit eingebauter Trenneinrichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Regenwasserkanal der Fig. 1 mit Vorderansicht der Trennein­ richtung; und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in den Kanal einge­ baute Trenneinrichtung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Regenwasserkanal 2 strömt das Regenwasser in der Figur von links nach rechts. In dem bei 10 gezeigten Bereich des Kanales liegt eine turbulente Strömung des Regenwassers vor. Bei 1 ist eine eingebaute Trenneinrichtung gezeigt, deren genauer Aufbau in Verbin­ dung mit den Fig. 2 und 3 beschrieben wird. Im Bereich der Trenneinrichtung 1 findet ein teilweises Absetzen und Absinken der im Regenwasser mitgeführten Feststoffe auf den Trennplatten statt, und es bildet sich eine linearisierte Strömung aus. Die theoretischen Bewegungslinien der Fest­ stoffe sind bei 11 dargestellt. Man erkennt, daß sich am Austritt der Trenneinrichtung 1 eine feststoffarme obere Wasserschicht 12 und eine feststoffreiche untere Wasser­ schicht 13 ausbilden.

Bei 3 ist ein Überlauf schematisch angedeutet, mit dem die feststoffarme obere Wasserschicht aus dem Kanal abgeführt wird. Die feststoffreiche untere Wasserschicht 13 wird in einen Kanal 4 weitergeführt, der sich zur Kläranlage er­ streckt.

Der Bereich des Regenwasserkanales, in dem sich der Über­ lauf 3 befindet, bildet ein Entlastungsbauwerk (Kanal­ weiche), vor dem sich die eingebaute Trenneinrichtung 1 be­ findet. Die Trenneinrichtung fördert somit die Erzeugung eines Feststoffgradienten über den Kanalquerschnitt in Vertikalrichtung, der es ermöglicht, im Bereich der Kanal­ weiche den Flüssigkeitsstrom in einen ersten Teilstrom mit hoher Feststoffbeladung und einen zweiten Teilstrom mit niedriger Feststoffbeladung aufzuspalten.

Der Trenneinrichtung 1 ist eine Grobrechenanlage (nicht ge­ zeigt) vorgeschaltet, die grobe Teile von der Trenneinrich­ tung fernhält. Die Trenneinrichtung ist so im Kanal ange­ ordnet, daß bei steigendem Wasserspiegel die Trennfunktion einsetzt, so daß bei normalem Trockenwetterdurchfluß keine Verschmutzung mit Reinigungsnotwendigkeit entsteht.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Ausgestaltung der Trennein­ richtung 1 im einzelnen. Die Trenneinrichtung 1 umfaßt meh­ rere Kreuzstromlamellenpakete 3, 4, die axial vom Regenwas­ ser durchströmt werden. Jedes Paket 3, 4 besteht aus mehre­ ren parallel zueinander und übereinander angeordneten La­ mellen bzw. Platten, die quer zur Kanalströmungsrichtung geneigt angeordnet sind. Bei der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsform sind benachbarte Kreuzstromlamel­ lenpakete 3, 4 gegensinnig zueinander geneigt, und zwar je­ weils von der Mitte der beiden Pakete aus nach unten und aussen. Es ergibt sich somit bei der in den Figuren darge­ stellten Ausführungsform eine Trenneinrichtung, die drei dachförmig ausgebildete Kreuzstromlamellenpaketpaare be­ sitzt.

Die Kreuzstromlamellenpakete werden von einem Gestell ge­ halten, das zwei untere Träger 5 aufweist, die am vorderen und hinteren Ende der Trenneinrichtung angeordnet sind und sich quer über den Kanalquerschnitt erstrecken. Diese Trä­ ger sind seitlich an den Kanalwänden fixiert. Sie sind im Abstand vom Boden des Regenwasserkanales angeordnet. Von den Trägern 5 erstrecken sich mehrere Haltestangen 7 verti­ kal nach oben, die die einzelnen Platten bzw. Lamellen der Pakete halten.

In Fig. 2 sind jeweils fünf übereinander angeordnete La­ mellen an ihren vorderen und hinteren Enden an Haltestangen 7 fixiert.

Zwischen den drei dachförmig ausgebildeten Kreuzstrom­ lamellenpaketpaaren und seitlich von den beiden äußeren Paketpaaren befinden sich Durchgänge 6, die ein Herabfallen der auf den Lamellen nach unten gleitenden Feststoffparti­ kel in den unteren Bereich des Kanales ermöglichen. Durch diesen Bereich, der bei 15 angedeutet ist, können somit die mit Feststoff angereicherten Wasserschichten ohne Behinde­ rung durch die Trennstufe den Kanal entlangströmen.

Die hier dargestellte Trenneinrichtung kann zur Reinigung aus dem Kanal herausgefahren oder geschwenkt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Kreuzstromlamellenpakete dachförmig ausgebildet, d. h. zwei benachbart angeordnete Paketpaare weisen gegensinnig geneigte Lamellen auf, und zwar von der Mitte der benach­ barten Paketpaare aus nach unten und außen geneigt. Es ver­ steht sich jedoch, daß auch eine V-förmig ausgebildete Aus­ führungsform Anwendung finden kann, bei der zwei benach­ barte Paketpaare so ausgebildet sind, daß die Lamellen zur Mitte der Paketpaare hin nach unten geneigt ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform kann dann zwischen den beiden Paketpaaren ein Durchlaß ausgebildet sein. Eine ein­ fache Ausführungsform dieser Art ist so augebildet, daß über den Kanalquerschnitt zwei benachbarte Paketpaare ange­ ordnet sind, die zwischen sich, d. h. in der Mitte des Ka­ nals, einen Durchlaß aufweisen, wobei die Lamellen der ein­ zelnen Paketpaare zur Kanalmitte hin nach unten geneigt sind.

Je nach Neigungswinkel der Lamellen und je nach Lage der­ selben im Paket befinden sich deren untere Endkanten ent­ weder in einer unteren Horizontalebene oder in einer seit­ lichen Vertikalebene, wobei diese Ebenen die untere und seitliche Begrenzung des Lamellenpaketes bilden. Im erst­ genannten Fall können die Feststoffe das Lamellenpaket di­ rekt nach unten verlassen und zum Kanalboden hin absinken, während sie im zweiten Fall das Lamellenpaket seitlich verlassen und in einen entsprechenden Durchlaß gelangen. Bei bestimmten Ausführungsformen, beispielsweise dann, wenn sich ein einziges Lamellenpaket über den gesamten Kanal­ querschnitt erstreckt, kann auf die Anordnung eines seitli­ chen Durchlasses verzichtet werden. Man nimmt hierbei eine Ansammlung von Feststoffen im seitlichen Randbereich des Paketes in Kauf, insbesondere dann, wenn bei dem nachfol­ genden Entlastungsbauwerk die Abtrennung des oberen nahezu feststofffreien Stromes auf der hierzu entgegengesetzten Seite erfolgt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzen das Kreuzstromlamellenpaket oder die Kreuzstromlamellenpa­ kete einen geschlossenen Boden. Bei dieser Ausführungsform können somit die angesammelten Feststoffe nicht das Kreuz­ stromlamellenpaket nach unten verlassen, sondern werden in diesem Bereich angesammelt. Eine solche Ausführungsform ist zwar verfahrenstechnisch nachteiliger, da ein Absinken der Feststoffe nach unten erwünscht ist, kann aber beispiels­ weise aus konstruktiven Gründen erforderlich sein, insbe­ sondere um aufwendige Querträger zu reduzieren. Jedenfalls deckt die Erfindung auch eine derartige Ausführungsform ab.

Claims (8)

1. Trenneinrichtung zum Einbau in einen von mit Feststoff beladenen Flüssigkeiten, insbesondere Mischwasser, durchströmten Kanal vor einem Entlastungsbauwerk, da­ durch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Kreuz­ stromlamellenpaket (3, 4) zur axialen Durchströmung mit mindestens zwei parallel zueinander und quer zur Ka­ nalströmungsrichtung geneigt angeordneten Lamellen aufweist.

2. Trenneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lamellen unter einem Winkel von 30-75° zur Horizontalen geneigt sind.

3. Trenneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das mindestens eine Kreuzstromlamel­ lenpaket (3, 4) so ausgebildet ist, das es nur den obe­ ren Teil des Kanalquerschnittes ausfüllt.

4. Trenneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei gegensinnig geneigte und dachförmig oder V-förmig an­ einandergesetzte Kreuzstromlamellenpakete (3, 4) auf­ weist.

5. Trenneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreuzstromlamel­ lenpaket (3, 4) seitlich neben sich einen Durchlaß (6) zum Absinken der separierten Feststoffe aufweist.

6. Trenneinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von Kreuzstrom­ lamellenpaketpaaren aufweist, die jeweils aus zwei dachförmig oder V-förmig aneinandergesetzten Lamellen­ paketen (3, 4) bestehen, wobei zwischen benachbarten Paketpaaren Durchlässe (6) angeordnet sind.

7. Trenneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß sie bewegbar ausge­ bildet ist.

8. Trenneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreuzstromlamel­ lenpaket einen geschlossenen Boden aufweist.