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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Sinkstoffen aus Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Vorrichtungen zum Abscheiden von Sinkstoffen, insbesondere Sanden aus Abwässern, finden vorwiegend Anwendung beim Reinigen von Abwässern in Kläranlagen. Im Abwasser sind neben Schwimm- und Schwebestoffen auch sogenannte Sinkstoffe enthalten, die vorwiegend aus Sand oder anderen Mineralien bestehen. Da diese nicht umwandelbar im Rahmen einer Klärung des Abwassers sind, müssen sie aus dem Wasser abgeschieden werden. Dazu ist es bekannt, das sandhaltige Wasser in ein Becken zu führen, in das es tangential zugeführt wird und das es nach einem teilweisen Umlauf von ca. 180° wieder verlässt. Dabei setzt sich Sand ab, der getrennt entsorgt wird. Eine solche Anlage wird als Rundsandfang bezeichnet. Diese ist als stationäre Anlage z. B. aus Beton hergestellt und als Abscheider einer Kläranlage vorgeschaltet. Ein solcher Abscheider ist beispielsweise in der
DE 1 459 503 A gezeigt.
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Daneben sind noch andere sogenannte Sandfänge bekannt, die die Form eines Behälters haben, an den ein Zulauf und ein Ablauf angeschlossen ist, sowie eine Abnahme für den abgeschiedenen Sand. Ein solcher Sandfang ist beispielsweise aus der
DE 26 03 426 C3 bekannt. Dieser besteht aus zwei konzentrischen, im wesentlichen zylindrischen Behältern, die miteinander verbunden sind, wobei der innere Behälter im Bereich seines Bodens offen ist. Der Zulauf des sandhaltigen Abwassers erfolgt über eine Leitung, die bis in den inneren Behälter hineinreicht und das Abwasser in den inneren Behälter einleitet. Durch den fehlenden Boden des inneren Behälters gelangt das Abwasser in den äußeren Behälter, aus dem es über eine Leitung wieder abgeführt wird. Der Abwassereinlauf erfolgt tangential im oberen Bereich des inneren Behälters. Innerhalb des inneren Behälters vollführt das Abwasser zunächst eine kreisende, nach unten gerichtete Bewegung, bei der sich die Sinkstoffe nach unten bewegen, dabei aus der Flüssigkeit abscheiden und sich in einem Sinkstoff-Sammelraum ansammeln. Aus diesem werden sie dann periodisch mittels einer Pumpe abgeführt. Zusätzlich sind im Bodenbereich Luftaustrittsöffnungen angeordnet, die Luft in das Abwasser abgeben, die im Wasser aufsteigt, wodurch an den Sandteilchen anhaftende Schwimmstoffe vom Sand entfernt werden und aufsteigen können. Der Sand wird dadurch gewaschen.
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Aus der
DE 1 459 512 A ist ein Rundsandfang bekannt, der einen Sammelraum für die Sinkstoffe besitzt, der zum Zwecke des Abpumpens der Sinkstoffe verschließbar ausgebildet ist. Dazu wird dem Sammelraum von oben ein Verschlusselement zugestellt, das bei Normalbetrieb der Anlage teilweise im Inneren des inneren Behälters angeordnet wird.
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Ferner beschreibt die
EP 0 162 650 B1 einen Separator, der sich dadurch auszeichnet, dass zwei getrennte Einlässe vorhanden sind, wobei über den zweiten Einlass eine energieliefernde Flüssigkeit zuströmen kann und damit eine Rotation des zu trennenden Gemisches erzeugt.
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Ein weiterer Separator wird durch die
EP 0 363 050 B1 offenbart. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine strömungsbeeinflussende Einrichtung in der Nähe einer Auslassleitung vorgesehen ist, so dass die im Separator zirkulierende Flüssigkeit gezwungen wird, um die Leitung herumzufließen. Hierdurch soll schließlich eine Wirbelbildung vermindert werden.
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Schließlich beschreibt die
DE 43 34 527 A1 einen Abscheider, insbesondere für Faserstoffsuspensionen, mit einer Umlenkglocke, welche eine kegelförmige Deckenwand aufweist. Darüber hinaus ist eine Luftleitung für die Umlenkglocke vorgesehen, um die Abscheidung der Leichtpartikel zu verbessern, wobei die Luftleitung in die Kegelspitze der Umlenkglocke mündet.
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Die Vorrichtungen des Standes der Technik haben den Nachteil, dass sie entweder sehr aufwendige und kostenungünstige Vorrichtungen darstellen, die einen großen Platzbedarf besitzen und stationär anzuordnen sind, darüber hinaus haben sie den Nachteil, dass das Abscheiden von Schwebstoffen im Verhältnis zur Verfügung gestellten Abscheidefläche nicht effektiv genug ist, so dass die Ausnutzung des Bauraums und des eingesetzten Materials bei den Vorrichtungen zum Abscheiden von Sinkstoffen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, unzureichend ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Abscheiden von Sinkstoffen vorzuschlagen, die einfach ausgestaltet ist und darüber hinaus gleichzeitig mit erhöhter Abscheideeffektivität arbeitet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Durch die Anordnung einer Umlenkfläche im Bereich des Überströmspalts, die erfindungsgemäß Öffnungen für den Durchtritt von Luft besitzt, wird vorteilhaft erreicht, dass eine wesentlich effektivere Abtrennung der Sinkstoffe aus der Flüssigkeit erzielt wird, deren Effektivität noch wesentlich durch die Anordnung winklig zur Strömung erhöht wird. Insbesondere durch die im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Abwassers in Richtung zum Überströmspalt angeordnete Umlenkfläche wird vorteilhaft erreicht, dass Schwebstoffe besonders effektiv, auch bei unterschiedlichen Korngrößen, abgeschieden werden. Gleichzeitig wird verhindert, dass diese wieder vom Wasser aufgenommen werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung mit einer Umlenkfläche im Bereich des Überströmspaltes zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter der Vorrichtung wird erreicht, dass eine wesentlich vergrößerte Abscheidefläche zur Verfügung gestellt wird, die insbesondere deshalb besonders effektiv arbeitet, da sie im Verhältnis zur Horizontalen geneigt ist und die Neigung derart ausgerichtet ist, dass in Strömungsrichtung gesehen, sie im Verhältnis zum Behälterboden einen Abstand besitzt, der sich im Verlauf der Strömung, die entlang der Umlenkfläche geführt ist, vergrößert. Durch die Neigung der Umlenkfläche gemäß Anspruch 3 wird der Verlauf der Strömung so mit der Umlenkfläche koordiniert, dass eine besonders wirksame und zuverlässig arbeitende Abscheidefläche erhalten wird. Dadurch wird erreicht, dass im Bereich der Umlenkung der Flüssigkeit diese von unten nach oben entlang der Umlenkfläche streicht, wodurch gerade im Bereich der Richtungsumkehr der Flüssigkeit eine Umlenkfläche zur Verfügung gestellt wird, an der die Strömung anliegt und somit die Möglichkeit besteht, dass sich Festkörperteilchen an der Wand abscheiden. Diese Festkörperteilchen fallen dann auf Grund der Neigung der Oberfläche der Umlenkfläche in Richtung zum Boden der Vorrichtung, wobei sie entlang der anliegenden Strömung gleiten und dort die Abscheidung weiterer Festkörperteilchen unterstützen. Da die Feststoffteilchen in Kontakt mit der Oberfläche der Umlenkfläche verbleiben, wird verhindert, dass sie wieder von der Flüssigkeit aufgenommen werden. Es wird also sowohl die Abscheidewirkung der Veränderung der Strömungsrichtung von der Erfindung ausgenutzt, als auch die Gravitation, da die Strömung anschließend nach oben geführt wird.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Vorrichtung durch die winklige Anordnung der Umlenkfläche im Verhältnis zur Strömungsrichtung des Abwassers, wobei dies sich besonders effektiv im Bereich des Überströmspaltes auswirkt. Besonders vorteilhaft ist es, die Umlenkfläche im wesentlichen senkrecht zum Verlauf der Strömung des Abwassers im Bereich des Überströmspaltes anzuordnen. Ein erhöhtes Abscheiden von Festkörperteilchen ohne sonstige zusätzliche Maßnahmen kann dadurch erreicht werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Umlenkfläche, im wesentlichen unterhalb der Trennwand, wird eine effektive Ausnützung des Materials erreicht und diejenige Stelle mit einer Umlenkfläche ausgestattet, die am effektivsten zum Abscheiden von Festkörperteilchen geeignet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des unteren Endes der Trennwand, wobei diese auf die Umlenkfläche mit einem Winkel von etwa 25° bis 75° hin gerichtet ist, wird erreicht, dass eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit stattfindet, die vorteilhaft in Kombination mit der Umlenkfläche ein verbessertes Abscheiden von Sinkstoffen ermöglicht.
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In einfacher, konstruktiv besonders günstiger Ausgestaltung ist die Umlenkfläche als ein von der Trennwand getrenntes Bauteil ausgebildet. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Umlenkfläche ein vom Behälter getrennt ausgebildetes Bauteil ist, weil dadurch eine einfache Konstruktion, die zudem flexibel ist, ermöglicht wird.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Trennwand, die wenigstens über 75% ihrer vertikalen Erstreckung in Form einer Zylinderwand eines Hohlzylinders ausgebildet ist, wird erreicht, dass das Material effektiv eingesetzt wird und gleichzeitig genügend Abscheidefläche im Bereich der Trennwand zur Verfügung steht.
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Durch die erfinderische Ausgestaltung der Vorrichtung, wobei der Bereich zwischen der Wand des Behälters und der Trennwand den Zuflussbereich für das Abwasser bildet, wird vorteilhaft erreicht, dass das neu im Behälter eintreffende verschmutzte Wasser zunächst auf eine große Oberfläche, die für die Abscheidung der Schwebstoffe besonders günstig ist, geführt wird. Im übrigen verläuft dann die Strömung im Bereich der Behälterwand, die die größte Abscheidefläche zur Verfügung stellt, nach unten, wodurch die natürliche Fallbewegung der Schwebstoffe unterstützt wird. Außerdem wird zusätzlich die äußere Oberfläche der Trennwand ebenfalls von oben nach unten angeströmt, was dem natürlichen Verhalten der Schwebstoffe entspricht, so dass auch dadurch ein verbessertes Abscheiden erfolgt.
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In besonders günstiger Weiterbildung der Erfindung besitzt die Umlenkfläche eine Gestalt, die im wesentlichen, wenigstens teilweise, als Kegelmantelfläche ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass kostengünstig und mit einfachen Bauteilen die Umlenkfläche gebildet werden kann und diese gleichzeitig effektiv ausgestaltet ist.
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Erfindungsgemäß ist im Bereich des Bodens des Behälters dieser mit Luftaustrittsöffnungen versehen, mit deren Hilfe vorteilhaft Luft in den Behälter eingeblasen werden kann, was zu einer Verstärkung der Abtrennung des Sandes aus der Flüssigkeit führen kann und dadurch gleichzeitig der Sand, beziehungsweise die sich absetzenden Schwebstoffe, mit der Luft mitgerissen werden, wodurch eine Verdichtung vermieden werden kann. Im übrigen reiben sich diese dabei aneinander, wodurch anhängende Schmutzteilchen, z. B. solche, die leichter als Wasser sind, abgetrennt werden und an die Oberfläche der Flüssigkeit gelangen, von der sie dann entfernt werden können.
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Besonders vorteilhaft wird dazu die Umlenkfläche derart ausgestaltet, dass sie einen Raum umgrenzt, in den dann die Luftaustrittsöffnungen münden. Dieser Raum kann dabei vorteilhaft als Waschraum für das Waschen des Sandes ausgebildet sein. Der Raum besitzt vorteilhaft an seiner Oberseite Öffnungen für den Austritt von Luft und für das abgewaschene Material. In vorteilhafter Weiterbildung der Vorrichtung besitzt diese im Bereich ihres Bodens Mittel, um den dort angesammelten Sand zu entfernen. Dies kann vorteilhaft eine Pumpe sein, die ein Wasser-Sand-Gemisch transportieren kann. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung der Zeichnungen erläutert.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand von zeichnerischen Darstellungen beschrieben.
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1 zeigt eine Vorrichtung zum Absetzen von Sinkstoffen mit einer zylindrischen Trennwand, von deren Innerem der Ablauf des gereinigten Wassers ausmündet,
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2 ebenfalls eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von Sinkstoffen, bei der der Ablauf des gereinigten Wassers durch eine Öffnung der Behälterwand erfolgt,
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3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Abzugseinrichtung für Schwimmschlamm,
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4 eine Draufsicht von 3.
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Das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Abscheiden von Sinkstoffen von 1 besteht aus einem Behälter 2, der eine Zuführleitung 3 für Abwasser und eine Abführleitung 4 für gereinigtes Wasser besitzt. Der Behälter 2 ist über Stützen 20 frei im Raum aufstellbar und in bekannter Weise über Rohrleitungen angeschlossen. Als Behälter im Sinne der Erfindung ist beispielsweise auch ein Betonbauwerk zu verstehen, dessen Einbauten aus Stahl oder Edelstahl ausgeführt sind. Im Inneren des Behälters 2 besitzt dieser eine Trennwand 21, die aus einem dünnwandigen Blech oder aus Kunststoff besteht und zu einem Hohlzylinder geformt ist, der koaxial im Inneren des Behälters 2 angeordnet ist. Die Trennwand 21 kann anders geformt sein, wesentlich ist, dass sie das Innere des Behälters 2 in wenigstens zwei wenigstens teilweise voneinander abgetrennte Räume unterteilt, wovon der eine im wesentlichen zunächst das verunreinigte Wasser aufnimmt und sich im zweiten im wesentlichen das gereinigte Wasser sammelt. Durch die Wand des Behälters 2 hindurch führt eine Abführleitung 4 bis zur Trennwand 21, die von der Abführleitung 4 durchstoßen wird und den Bereich innerhalb der Trennwand 21 entwässert. Die durch die Trennwand 21 gebildeten Räume sind gegeneinander nicht vollkommen abgetrennt, sondern stehen über einen Überströmspalt 22 miteinander in Verbindung. Über den Überströmspalt gelangt das in die Vorrichtung eingeleitete Wasser von der Zuführleitung 3 über den Schmutzwasserbereich 31 (Zuflussbereich) in den Bereich 41 des gereinigten Wassers (Abflussbereich).
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Unterhalb der Trennwand 21 ist eine Umlenkfläche 5 angeordnet, die in Form einer Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet ist. Die durch die Zuführleitung 3 in den Behälter 2 eintretende, zu reinigende Flüssigkeit (Abwasser) füllt den Schmutzwasserbereich 31, der sich außerhalb der zylinderförmigen Trennwand befindet, mit der zu reinigender Flüssigkeit. Durch das nachströmende Abwasser tritt Flüssigkeit über den Überströmspalt 22 von unten in den durch die Trennwand 21 gebildeten Hohlzylinder, den Bereich 41 des gereinigten Wassers, ein und verlässt diesen über die Abführleitung 4. Die von der Flüssigkeit dabei im wesentlichen vollführte Strömung wird durch die beiden Pfeile S symbolisiert. Außerhalb und innerhalb der Trennwand 21 steht die Flüssigkeit mit einer bestimmten Höhe und besitzt eine Oberfläche O.
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Unterhalb der Trennwand 21, im Lauf der Strömung (S), bildet die Umlenkfläche 5 ein Hindernis für die in Richtung der Pfeile S fließende, zu reinigende Flüssigkeit, wodurch die Umlenkung der Strömungsrichtung unterstützt wird. Die zunächst im äußeren Teil des Behälters 2 nach unten in Richtung Behälterboden 23 führende Strömung wird an der Umlenkfläche 5 umgelenkt und nach oben in das Innere des von der Trennwand 21 gebildeten Innenraums geleitet. Bei dieser Umlenkung streicht das schwebstoffhaltige Abwasser entlang der Umlenkfläche 5 nach oben, wodurch ein intensiver Kontakt zwischen Flüssigkeit und Umlenkfläche 5 stattfindet. Dieser Kontakt sorgt dafür, dass bis dahin noch nicht abgeschiedene Partikel sich von der Flüssigkeit trennen und auf der Umlenkfläche 5 abscheiden und nach unten in Richtung des Behälterbodens 23 rutschen, wo sie sich ansammeln. Die abgeschiedenen Feststoffteilchen, z. B. Sand, werden über die Entsandungsleitung 6 aus dem Behälter 2 in an sich bekannter weise wieder entfernt.
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Der Behälter 2 der Vorrichtung zum Absetzen von Sinkstoffen von 1 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter 2, der in seinem unteren Bereich seinen Durchmesser verringert und daher in diesem Bereich spitz zuläuft. Im Bereich seines Behälterbodens 23 ist er im wesentlichen waagerecht ausgebildet, so dass dieser Bereich des Behälters eine Form ähnlich eines auf dem Kopf stehenden Kegelstumpfes besitzt. Im Außenbereich des Behälters 2 ist dieser über Stützen 20 gegenüber dem Boden abgestützt. Die Stützen verteilen sich dabei über den Umfang des Behälters und es sind je nach Behältergröße 3 bis 5 Stützen vorgesehen. Der Behälter besteht im wesentlichen aus Stahlblech, wobei der Behälter aus einzelnen Teilen zusammengeschweißt ist. Das bevorzugte Material, weil besonders unempfindlich gegen verschiedenste Abwässer, ist dabei Edelstahl. Im Inneren des Behälters ist die Trennwand 21 angeordnet, die im vorliegenden Fall ebenfalls aus Edelstahl besteht und zu einem Hohlzylinder geformt ist, der über Träger 210 mit der Behälterwand verbunden ist. Die Träger 210 sind dabei der Einfachheit halber an der Trennwand 21 und an der Wand des Behälters 2 angeschweißt. Im linken Bereich der 1 ist ein Rohrstutzen einer Zuführleitung 3 gezeigt. Die Zuführleitung 3 durchdringt die Wand des Behälters 2 und ist mit dieser dichtend verschweißt. Durch die Zuführleitung 3 gelangt Abwasser in das Innere des Behälters 2, zwischen der Wand des Behälters 2 und der Trennwand 21. Zwischen der Wand des Behälters 2 und der Trennwand 21 liegt der Schmutzwasserbereich 31. Beim Einströmen des Schmutzwassers in den Behälter 2 vollführt dieses eine Bewegung entlang der Innenwand des Behälters 2 in Form einer Zirkularströmung, die auf der einen Seite durch die Wand des Behälters 2 begrenzt ist und auf der anderen Seite durch die Außenwand der Trennwand 21. Während dieser Zirkularbewegung, die darüber hinaus noch nach unten in Richtung Behälterboden 23 gerichtet ist, streicht das eingeleitete Abwasser entlang der Innenwand des Behälters 2, so dass eine Berührung zwischen den Schwebstoffteilchen des Abwassers und der Innenwand des Behälters 2 stattfindet. Durch diese Berührung setzen sich die Schwebstoffteilchen an der Behälterwand ab, beziehungsweise werden durch die Berührung mit der Wand des Behälters von der Flüssigkeit abgeschieden und trennen sich somit von der Flüssigkeit, die sie in Schwebe hielt. Die Feststoffteilchen, z. B. Sandpartikel, gleiten entlang der Behälterinnenwand in Richtung des Behälterbodens, wo sie sich ansammeln. Neben einer Berührung mit der Innenwand des Behälters 2 findet gleichzeitig eine Berührung mit der Außenwand der Trennwand 21 statt, an der ebenfalls eine Abscheidung der Schwebstoffteilchen stattfindet. Der Schmutzwasserbereich 31 stellt sich also als ein Raum dar, der im Verhältnis zu seinem Inhalt von einer großen Oberfläche aus Behälterwand und Trennwand umgeben ist. Diese große Oberfläche erhöht den Wirkungsgrad der Abscheidung von Sinkstoffen im Verhältnis zur eingesetzten Größe des Behälters. Einen wesentlichen Vorteil besitzt die Anlage daher auch durch das Einleiten des Schmutzwassers durch die Zuführleitung in den Bereich zwischen Trennwand und der Wand des Behälters im Vergleich zur Einleitung des Schmutzwassers in den Bereich, der durch die Trennwand 21 umschlossen ist. Im Verhältnis dazu ist der Schmutzwasserbereich 31 nämlich mit einer Fläche umgeben, die um die Fläche der Innenwand des Behälters 2 größer ausfällt als im anderen Falle. Die zu Verfügung stehende Fläche ist also wesentlich mehr als doppelt so groß.
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Durch die stetige Zufuhr von Abwasser in den Schmutzwasserbereich 31 ist es erforderlich, dass der Behälter der Vorrichtung auch im selben Maße wieder entwässert wird. Das Abführen von Flüssigkeit aus der Vorrichtung 1 erfolgt aus dem Innenbereich des durch die Trennwand 21 umschlossenen Abflussbereichs 41. Dazu besitzt die Trennwand 21 eine Öffnung, in die eine Abführleitung 4 hineinragt. Die Abführleitung 4 durchbricht die Wand des Behälters 2, mit der sie beispielsweise durch Schweißen dichtend verbunden ist und führt bis zur Trennwand 21, durch die hindurch sie das abzuführende Wasser aus dem Abflussbereich, dem Inneren des durch die Trennwand 21 gebildeten Behälters, abführt. Zuflussbereich 31 und Abflussbereich 41 der Vorrichtung 1 sind zwar durch die Trennwand 21 in großen Bereichen von einander getrennt, im unteren Bereich des Behälters 2 jedoch stehen die beiden Bereiche über einen Überströmspalt 22, der im wesentlichen durch den Bereich zwischen Trennwand 21 und Wand des Behälters 2 sich erstreckt, in Verbindung. Im Bereich des Überströmspaltes 22 kehrt sich die Strömung, die im Zuflussbereich 31 herrscht und im wesentlichen Richtung Behälterboden gerichtet ist, um, um innerhalb der Trennwand 21 aufzusteigen und dort im oberen Bereich über die Abflussleitung 4 die Vorrichtung 1 wieder zu verlassen.
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Auch beim Aufsteigen der Strömung im Inneren des durch die Trennwand 21 umschlossenen Abflussbereichs 41 findet eine Abtrennung von Schwebstoffteilchen aus der Flüssigkeit statt, wenn auch ungleich weniger als im Zuflussbereich 31.
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Wie aus 1 erkennbar besitzt die Vorrichtung 1 unterhalb des Zuflussbereichs eine Umlenkfläche 5, die im Ausführungsbeispiel von 1 in Form einer Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet ist. Die aus dem Zuflussbereich 31 in den Abflussbereich 41 überströmende Flüssigkeit, deren Strömungsverlauf durch die Pfeile S angedeutet ist, trifft aus dem Zuflussbereich 31 kommend zunächst im wesentlichen senkrecht auf die Umlenkfläche 5, wodurch eine sehr intensive Berührung zwischen Flüssigkeit und Umlenkfläche 5 stattfindet. Bei diesem Auftreffen der Strömung der Flüssigkeit gelangen die mitgeführten Feststoffpartikel an die quer zur Strömung liegende Wandung der Umlenkfläche 5, wodurch sich die Schwebstoffteilchen von der Flüssigkeit abtrennen können und entlang der Umlenkfläche 5 in Richtung zum Boden des Behälters 2 rutschen. Nicht nur durch das Auftreffen der Strömung im stumpfen Winkel auf die Umlenkfläche 5 findet ein intensives Abscheiden der mitgeführten Schwebstoffteilchen statt, sondern auch dadurch, dass im weiteren Verlauf der Strömung diese entlang der Umlenkfläche 5 in Richtung zum Abflussbereich der Vorrichtung 1 hin an der Umlenkfläche 5 entlang geführt ist und dort somit ein intensives Berühren zwischen Strömung beziehungsweise den mitgeführten Schwebstoffteilchen und der Wandung der Umlenkfläche 5 stattfindet. Die dabei entgegen der Strömungsrichtung entlang der Umlenkfläche in Richtung Behälterboden 23 rollenden Schwebstoffteilchen unterstützen noch den Kontakt zu den noch in der Flüssigkeit mitgeführten Schwebstoffteilchen mit der als Abscheidewand fungierenden Umlenkfläche 5.
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Durch die als Kegelstumpfmantelfläche ausgebildete Umlenkfläche 5 wird darüber hinaus vorteilhaft erreicht, dass zunächst die Strömung in einem Bereich der Umlenkfläche 5 auftrifft, der eine große Ringfläche zur Verfügung stellt und erst im weiteren Verlauf der Strömung S sich die zur Verfügung stehende Umlenkfläche 5 verkleinert.
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Durch die vorteilhafte Neigung der Umlenkfläche, wobei die Neigung im wesentlichen so ausgeführt ist, dass die Umlenkfläche im wesentlichen parallel zur aufsteigenden Strömung S1 geneigt ist, wird ein hoher Abscheidegrad der noch in Schwebe befindlichen Sinkstoffe erreicht.
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Neben der Abscheidewirkung durch die Umlenkfläche 5 besitzt die vorteilhafte Ausgestaltung als Kegelstumpf den besonderen Vorteil, dass die Umlenkfläche gleichzeitig einen Raum umschließt, der besonders geeignet ist in ihm den im Bereich des Bodens der Vorrichtung 1 befindlichen Sand derart mit Luft oder auch durch andere Medien, wie z. B. Wasser, zu durchspülen, dass damit der Sand durchmischt und gewaschen wird. Durch die domartige Ausbildung des Raumes unterhalb der Umlenkfläche 5 wird bei Einströmen von Luft in den angesammelten Sand dessen Hochreißen und Durchmischen erreicht, wobei gleichzeitig die Schwebstoffpartikel durchmischt und aneinander gerieben werden, so dass sich daran festhaftende leichte Schmutzteilchen ablösen können, die dann im Behälter an die Oberfläche der darin befindlichen Flüssigkeit aufsteigen können. Es wird also im Behälter 2 ein Waschraum 53 für den Sand zur Verfügung gestellt.
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Die Innenseite der Umlenkfläche bildet dabei gleichzeitig eine Prallfläche 51, an der hochgerissene Sandteilchen aufprallen, wobei diese anhaftende Schmutzteilchen verlieren können und gleichzeitig durch die Neigung der Umlenkfläche 5 wieder zurück in den Sandsammelraum am Boden des Behälters 2 geschleudert werden. Um den Reinigungseffekt noch zu erhöhen, besitzt die Umlenkfläche 5 Bohrungen, durch die die unterhalb der Umlenkfläche 5 eingeblasene Luft durch die Umlenkfläche 5 hindurchtreten kann und auch oberhalb der Umlenkfläche 5 auf die Sinkstoffe einwirken kann. Durch die Ausbildung der Umlenkfläche 5 in Form eines Kegelstumpfes führt die Umlenkfläche in ihrem Inneren die Luft in gebündelter Form nach oben, bevor sie den Kegelstumpf nach oben durch die Öffnung 52 verlässt. Dadurch bildet die nach oben aufsteigende Luft mit den damit mitgerissenen Schmutzteilchen eine zusätzliche Aufwärtsströmung, die im Zentrum des durch die Trennwand 21 gebildeten Zylinders aufsteigt und Schwimmschlammteilchen mit an die Oberfläche reißt. Die Luft verlässt die Vorrichtung 1 durch den oben offenen Behälter 2. Die Schwimmstoffe verbleiben an der Oberfläche im Behälter 2, da die Abführleitung 4 unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit im Abflussbereich angeordnet ist, so dass keine Schwimmstoffe über die Abführleitung 4 mit fortgerissen werden.
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Die innerhalb der Trennwand 21 aufsteigende Luft bewirkt gleichzeitig auch eine Verstärkung der Umlenkung der Strömung S in Richtung an die Oberfläche des Behälters 2, was zusätzlich eine Unterstützung für die Abscheidung von Schwebstoffteilchen an der Umlenkfläche 5 zur Folge hat. Die Umlenkfläche 5 ist ebenso wie die Trennwand 21 über Träger 210 mit der Wand des Behälters 2 verbunden und somit an dieser sicher befestigt.
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Die Belüftungseinheit 7, die unterhalb der kuppelförmigen, bzw. einen domartigen Waschraum 53 bildenden Umlenkfläche 5, angeordnet ist, besteht aus einem Leitungssystem, mit darin befindlichen Luftaustrittsdüsen aus denen die Druckluft ausströmt und den gewünschten Effekt, wie oben beschrieben, auslöst. Darüber hinaus kann das Einströmen von Luft auch weiter dazu dienen, den abgesetzten Sand aufzulockern, so dass dieser gelegentlich oder auch kontinuierlich über die Entsandungsleitung 6 leicht entsorgt werden kann.
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Die von der eingeblasenen Luft mit hochgerissenen Schwimmstoffe können entweder von Hand oder über ein Überfallwehr mit Überfallkante (vergl. 3) von der Oberfläche der Flüssigkeit im Behälter 2 abgezogen werden. Darüber hinaus sind auch andere Vorrichtungen zum Abzug des Schwimmschlamms einsetzbar. Neben Schwimmstoffen können auch Schwebstoffe abgezogen werden.
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2 zeigt ebenfalls eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von Sinkstoffen. Die Vorrichtung 1 besteht ebenfalls aus einem Behälter 2, der auf Stützen 20 ruht. Die Vorrichtung 1 besitzt eine Zuführleitung 3 für Abwasser und eine Abführleitung 4 für das behandelte Wasser. Im Inneren des Behälters 2 besitzt dieser eine Trennwand 21, die zu einem Hohlzylinder gefügt ist. Dieser ist koaxial im Inneren des Behälters 2 angeordnet. Das Innere der Vorrichtung 1 wird durch die Trennwand 21 in einen Zuflussbereich 31 und in einen Abflussbereich 41 unterteilt. Auf dem dem Behälterboden 23 zugewandten Rand der Trennwand 21 ist ein Überströmspalt 210 vorhanden, der gewährleistet, dass Flüssigkeit aus dem Zuflussbereich 31 in den Abflussbereich 41 gelangt. Anders als bei 1 strömt dabei die Flüssigkeit vom Inneren des durch die Trennwand 21 gebildeten Bereichs der Vorrichtung 1 in den kreisringförmigen Bereich, den Abflussbereich 41, an den die Abführleitung 4 angeschlossen ist. Die Strömungsrichtung am Überströmspalt 22 ist durch die Strömungspfeile S gekennzeichnet. Im Bereich des Überströmspaltes 210 ist ebenfalls eine Umlenkfläche 5 angeordnet, die als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet ist. Die von der Strömung S angeströmte Fläche ist hier im Ausführungsbeispiel von 2, im Gegensatz zu dem von 1, die Innenfläche des Kegelstumpfes. Die Umlenkfläche ist dementsprechend im Verhältnis zur Horizontalen genau umgekehrt geneigt, wie die von 1, da der Verlauf der Strömung vom durch die Trennwand 21 gebildeten Innenraum des Behälters 2 nach außen in den Abflussbereich 41 strömt. Die Umlenkfläche 5 ist also im Verhältnis zur Horizontalen derart geneigt, dass der dem Zentrum des Behälters 2 zugewandte Teil der Umlenkfläche 5 näher zur Horizontalen, in der Ebene des Behälterbodens 23 liegenden Ebene, angeordnet ist, als derjenige Bereich der Umlenkfläche 5, der im Bereich der Wand des Behälters 2 angeordnet ist.
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Der Behälter 2 von 2 besitzt einen Deckel 25, der die Vorrichtung 1 nach oben abschließt. Im Bereich des Behälterbodens 23 ist ebenfalls eine Entsandungsleitung 6 vorhanden sowie eine Belüftungseinheit 7 für die Zuführung von Luft in das Innere der Vorrichtung 1. Auf der rechten Seite des Behälters ist noch der Anschlussstutzen einer Abzugsleitung 81 für Schwimmschlamm erkennbar. Die Abzugseinrichtung 8 für Schwimmschlamm soll weiter unten näher dargestellt werden.
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3 zeigt eine Vorrichtung zum Abscheiden von Sinkstoffen gemäß der Erfindung, die zusätzlich eine Abzugseinrichtung 8 für Schwimmstoffe besitzt. Ansonsten ist die Vorrichtung 1 im wesentlichen so aufgebaut, wie die Vorrichtung von 1. Die Darstellung des Behälters 2 der Vorrichtung 1 ist im Verhältnis zu der von 1 um ca. 90° um die vertikale Achse gedreht, wodurch die Zuführleitung 3 und die Abführleitung 4 im wesentlichen in einer Linie liegen. Wie aus 3 deutlich wird, ist die Zuführleitung 3 im Vergleich zur Horizontalen etwas höher angeordnet als die Abführleitung 4. Dies hat strömungstechnische Gründe. Der Behälter 2 beinhaltet ebenfalls einen durch die Trennwand 21 gebildeten zylinderförmigen Abflussbereich 41, in dem die Abzugseinrichtung 8 für Schwimmschlamm angeordnet ist. Die Abzugseinrichtung 8 besteht im wesentlichen aus einer Abzugsleitung 81, die aus dem Inneren des Behälters 2 die abgezogenen Schwimmstoffe abführt. In die Abzugsleitung 81 treten die schwimmenden Bestandteile des gereinigten Abwassers über eine trichterartige Überfallkante 82 in die Abzugsleitung 81 ein, die sie zur Weiterbehandlung abführt. Die Höhe der Überfallkante orientiert sich am Flüssigkeitsspiegel im Abflussbereich 41, der wiederum durch die Höhe der Abführleitung 4 mitbestimmt wird. Um zu verhindern, dass Schwimmschlamm in die Abführleitung 4 gelangt, ist im Bereich der Ausmündung 42 aus dem durch die Trennwand 21 gebildeten Abflussbereich eine Tauchwand 43 angeordnet, die die Abführleitung vor Abflussbereich eine Tauchwand 43 angeordnet, die die Abführleitung vor den Schwimmstoffen abschirmt, so dass diese nicht in die Abführleitung 4 gelangen, sondern über die Abzugseinrichtung 8 aus der Vorrichtung 1 abgeführt werden.
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Die Umlenkfläche 5 besitzt, wie oben bereits dargestellt, Öffnungen 52 für den Austritt der über die Belüftungseinheit 7 in den Behälter 2 eingeblasenen Luft. Der Aufstieg, der aus den Öffnungen 52 austretenden Luft, erfolgt im wesentlichen im Zentrum des durch die Trennwand 21 gebildeten Abflussbereichs 41, so dass die mit der aufsteigenden Luft mitgerissenen Organikbestandteile, der Schwimmschlamm, abseits von der Tauchwand 43 aufsteigen. Dadurch wird erreicht, dass Schwimmstoffe nicht in den Bereich der Tauchwand 43 gelangen d. h. zwischen Tauchwand 43 und der Ausmündung 42 der Abführleitung 4, sondern abseits davon im wesentlichen im Zentrum des Abflussbereichs 41. Die Tauchwand 43 ist als eine im wesentlichen gerade Metallplatte ausgebildet, die vor der Ausmündung 43 der Abführleitung 4 angeordnet und mit der Trennwand 21 verbunden ist und bis über den Flüssigkeitsspiegel im Abflussbereich 41 hinausragt sowie bis unterhalb der Ausmündung 42 der Abführleitung 4. Ein Eintritt von Schwimmstoffen in den Auslauf, d. h. in die Abführleitung 4, wird dadurch verhindert. Zusätzlich kann noch eine Siebeinrichtung z. B. ein Sieb (nicht gezeigt) im Bereich der Ausmündung 42 angeordnet werden, um ein Ausfließen von Schwimmstoffen sicher zu verhindern.
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4 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung 1 von 3 mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Aus 4 wird deutlich, dass die Vorrichtung 1 durch ihre besondere, annähernd koaxiale Anordnung von Zuführleitung 3 und Abführleitung 4 günstige Anschlußverhältnisse bietet, so dass der Einbau der Vorrichtung 1 mit wenig Raum auskommt. Der Behälter 2 der Vorrichtung 1 wird von drei Stützen 20 getragen. Die Stützen 20 sind seitlich an der Behälterwand des Behälters 2 angeschweißt. Aus der Draufsicht der 4 ist neben der Anordnung der Tauchwand 43 ebenfalls die trichterförmige Überfallkante 82 der Abzugseinrichtung 8 für Schwimmschlamm erkennbar. Durch die trichterförmige Ausgestaltung besitzt die Überfallkante 82 einen wesentlich größeren Durchmesser als die Abzugsleitung 81. Dies erleichtert die Aufnahme des Schwimmschlamms. In der Draufsicht ist ebenfalls die Oberseite der Umlenkfläche 5 erkennbar, wo aus Öffnungen 52 Luft ausströmen kann, die über die Belüftungseinheit 7 in den domförmigen, durch die Umlenkfläche 5 gebildeten Raum, einströmt.
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Neben einer zylinderförmigen Ausgestaltung der Vorrichtung der Erfindung sind ebenso Behälter mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt möglich. Die Erfindung ist unabhängig von der Behälterform. Ebenso fällt eine Vorrichtung mit mehreren, beispielsweise parallel zueinander angeordneten Umlenkflächen unter die Erfindung.
