DE202004020437U1 - Biologische Klärvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Biologische
Klärvorrichtung
mit einem Mehrkammer-Behälter
mit Trennwänden,
die den Behälter in
wenigstens eine Belebtschlamm enthaltende Vorklärkammer und wenigstens eine
Klärkammer
unterteilen, sowie mit Pumpeinrichtungen (14,44) für den Transport
und die Behandlung von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens
einer Pumpeinrichtung (14,44) ein Verteiler (16,18,20;46,56,60)
zur Unterteilung des Pumpenausstosses in wenigstens einen Hauptstrom
und wenigstens einen Nebenstrom nachgeschaltet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine biologische Klärvorrichtung mit einem Mehrkammer-Behälter mit Trennwänden, die den Behälter in wenigstens eine Belebtschlamm enthaltende Vorklärkammer und wenigstens eine Klärkammer unterteilen, sowie mit Pumpeinrichtungen für den Transport und die Behandlung von Abwasser.
- Kleinkläranlagen enthalten in der Regel eine Anzahl von Pumpen, zu denen eine Klarwasser-Entnahmepumpe, eine Schlammpumpe, ein Belüfter, etc. gehören. Darüber hinaus können weitere Pumpen vorgesehen sein, die das Abwasser während des Klärvorgangs transportieren und behandeln, z. B. belüften.
- Eine große Anzahl von Pumpen führt nicht nur zu erheblichen Kosten für die Pumpen selbst, sondern darüber hinaus zu weiteren Ausgaben für die Verkabelung der Pumpen und deren Steuerung. Die Anlagen werden insgesamt teurer, komplizierter und verschleißanfälliger.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klärvorrichtung der obigen Art zu schaffen, die einen verringerten apparativen Aufwand erfordert.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Klärvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer Pumpeinrichtung ein Verteiler zur Unterteilung des Pumpenausstoßes in wenigstens einen Hauptstrom und wenigstens einen Nebenstrom nachgeschaltet ist.
- Das bedeutet, dass eine Pumpe vorgesehen ist, die zwei Funktionen wahrnimmt. Eine Pumpe mit Zubehör kann eingespart werden. Dabei ist der Verteiler vorzugsweise so ausgebildet, dass er eine relativ genaue Dosierung, insbesondere des Nebenstroms zuläßt. Unter diesen Voraussetzungen kann die Erfindung beispielsweise so eingesetzt werden, dass die Schlammrückführung in die Vorklärkammer, die nur von Zeit zu Zeit und mit relativ geringen Wasser/Schlamm-Mengen erfolgen muß, durch den Nebenstrom realisiert wird.
- Die Schlammrückführung ist eine Maßnahme, die bei Belebtschlamm-Klärvorgängen eingesetzt wird und durch die das in die Absetzkammer oder Vorklärkammer zuströmende frische Abwasser mit Schlamm versorgt wird, in dem sich bereits Mikroorganismen gebildet haben.
- Die Dosierung des Nebenstroms kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es können Ventile vorgesehen sein, die beispielsweise zu Beginn oder am Ende der Pumpenlaufzeit eine bestimmte, begrenzte Wassermenge hindurchlassen.
- Als Hauptaufgabe kann die erfindungsgemäße Pumpe beispielsweise das Wasser der Klärkammer durch einen Venturi-Belüfter hindurchpumpen. Es kommen aber auch andere Pumpaufgaben in Betracht.
- Ein geeignetes Ventil, das es in einfacher Weise ermöglicht, eine dosierte, relativ geringe Wassermenge in die Nebenleitung abzugeben, umfaßt beispielsweise eine zwischen zwei Ventilsitzen in einem ansteigenden Abschnitt der Nebenleitung bewegliche Ventilkugel. Beim Einschalten der Pumpe wird die Ventilkugel vom unteren Sitz abgehoben und mit dem Wasserstrom in Richtung des oberen Ventilsitzes bewegt. In dieser Zeit kann Wasser an der Ventilkugel vorbei in die Nebenleitung strömen, bis die Kugel gegen den oberen Ventilsitz trifft und hier durch den anstehenden Wasserdruck festgehalten wird. Wenn die Pumpe abgeschaltet wird, sinkt die Kugel wieder auf den unteren Ventilsitz zurück. Es handelt sich also um eine Lösung, bei der am Anfang des Pumpenbetriebs eine begrenzte, dosierte Wassermenge in die Nebenleitung gelangt.
- Ein Ventil dieser Art kann durch ein vorgeschaltetes oder nachgeschaltetes Rückschlagventil ergänzt werden.
- Eine andere Ausführungsform eines geeigneten Ventils kann wiederum eine Ventilkugel umfassen, die zwischen zwei Ventilsitzen an einer Ausgangsleitung der Pumpe einerseits und der Nebenleitung andererseits hin und her beweglich ist und die in einem ansteigenden Abschnitt der Hauptleitung einen Wasserspeicher aufweist. Wird die Pumpe eingeschaltet, so wird die Kugel gegen den Ventilsitz an der Nebenleitung angehoben und die Nebenleitung verschlossen.
- Das Wasser gelangt in die Hauptleitung und hier in den Wasserspeicher. Wird die Pumpe abgeschaltet, so fällt die Kugel zurück auf den Ventilsitz an der Ausgangsleitung der Pumpe. Das in dem Wasserspeicher gesammelte Wasser strömt zurück in die jetzt offene Nebenleitung.
- Diese Ventiltypen stehen lediglich als Beispiel für zahlreiche andere Möglichkeiten.
- Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
-
1a und1b zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäß für die Nebenleitung vorgesehenen Ventils in verschiedenen Betriebsstellungen; -
2a bis2c zeigen eine zweite Ausführungsform eines Ventils in entsprechender Darstellung; -
3a bis3e zeigen eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils; -
4a und4b zeigen eine vierte Ausführungsform eines Ventils. -
1a zeigt schematisch eine Klärkammer10 , in der sich mehr oder weniger geklärtes Abwasser bis zu einem Wasserspiegel12 befinden. Innerhalb der Klärkammer10 befindet sich eine Pumpe14 , von der eine Pumpenausgangsleitung16 ausgeht, die sich alsbald in eine Hauptleitung18 und eine Nebenleitung20 verzweigt. Bei dem dargestellten Beispiel wird die Hauptleitung einem Venturibelüfter22 zugeführt, in dessen Venturi-Engstelle eine Luftleitung24 eintritt. - In einem ansteigenden Abschnitt der Nebenleitung
20 befinden sich in Abstand zueinander zwei einander zugekehrte Ventilsitze26 ,28 , zwischen denen eine Kugel30 aufwärts und abwärts beweglich ist. - Wenn die Pumpe
14 eingeschaltet wird, wird die Ventilkugel30 nach und nach vom unteren Ventilsitz26 abgehoben, bis sie gegen den oberen Ventilsitz28 trifft. Bei diesem Aufstieg der Kugel strömt Wasser an der Kugel vorbei durch die Nebenleitung20 . Dieser Wasserstrom wird beendet, sobald die Kugel gegen den oberen Ventilsitz28 trifft. In dieser Stellung wird sie durch den Wasserdruck gehalten, solange die Pumpe14 läuft. Wenn die Pumpe14 abgeschaltet wird, fällt die Ventilkugel30 auf den unteren Ventilsitz26 zurück. - Beim nächsten Einschalten der Pumpe wiederholt sich der Vorgang. Dies bietet die Möglichkeit, von Zeit zu Zeit begrenzte Mengen schlammhaltigen Wassers über die Nebenleitung
20 in die nicht dargestellte Vorklärkammer zurückzupumpen, ohne dass hierfür eine gesonderte Pumpe benötigt wird. -
2a bis2c zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform gemäß1a und1b , enthält jedoch zusätzlich ein Rückschlagventil. Bauteile, die bereits im Zusammenhang mit1 erläutert worden sind, tragen die entsprechenden Bezugsziffern. Vorgesehen ist in2a bis2c auch die bereits in1 gezeigte Ventilkugel30 , die zwischen dem unteren Ventilsitz26 und dem oberen Ventilsitz28 in der bereits geschilderten Weise beweglich ist. - Stromabwärts der Anordnung der Ventilkugel
30 mit den beiden Ventilsitzen26 ,28 ist ein Rückschlagventil32 vorgesehen. Im dargestellten Fall ist das Rückschlagventil als Kugelventil ausgebildet. Es umfaßt eine Ventilkugel34 , die sich in Richtung stromaufwärts gegen einen Ventilsitz36 anlegen kann und auf diese Weise einen Rückstrom verhindert. Die Ventilkugel34 befindet sich innerhalb einer leicht erweiterten Kammer38 , in der eine Kugel-Stütze40 angeordnet ist, gegen die sich die Kugel bei geöffneter Stellung des Rückschlagventils anlegt (2c ). - Anschließend soll die Funktionsweise dieses Ventils erläutert werden.
-
2a zeigt die Stellung, in der die Pumpe14 ausgeschaltet ist. Wenn die Pumpe14 eingeschaltet wird (2b ), wird die Ventilkugel30 nach und nach angehoben. Die Ventilkugel30 weist, wie bereits erwähnt, einen geringen Abstand zu den Wänden der Nebenleitung auf, so dass Wasser an der Ventilkugel30 vorbei aufsteigen kann. Dieser Wasserstrom hebt die Ventilkugel34 des Rückschlagventils32 von dessen Ventilsitz36 ab und drückt die Kugel gegen die Stütze40 . Wenn die Ventilkugel30 gegen den oberen Ventilsitz28 trifft (2c ), wird der aufsteigende Wasserstrom unterbrochen. Die Ventilkugel34 des Rückschlagventils32 sinkt auf ihren Ventilsitz36 herab. -
3a bis3e entspricht2a bis2c , mit dem Unterschied, dass gemäß3a bis3e das Rückschlagventil vor oder stromaufwärts der Ventilkugel30 mit den beiden Ventilsitzen26 ,28 angeordnet ist. Da im übrigen vollständige Übereinstimmung herrscht, werden die entsprechenden Bezugsziffern verwendet, die bereits in2a bis2c und zum Teil auch bereits in1a und1b eingesetzt worden sind. - Anschließend soll die Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß
3a bis3e erläutert werden. -
3a zeigt die Stellung, in der die Pumpe ausgeschaltet ist. Wird die Pumpe14 eingeschaltet, so wird zunächst die Ventilkugel34 des Rückschlagventils32 von ihrem Ventilsitz36 abgehoben (3b ). Jetzt kann der Wasserstrom in die Nebenleitung20 eintreten, so dass die Ventilkugel30 von ihrem unteren Ventilsitz26 bis zu ihrem oberen Ventilsitz28 angehoben wird. Während dieser Zeit strömt Wasser durch die Nebenleitung20 . Sobald die Ventilkugel30 den oberen Ventilsitz28 erreicht hat (3c ), wird der Wasserstrom in der Nebenleitung20 unterbrochen. Die Ventilkugel34 des Rückschlagventils32 sinkt daher auf ihren Ventilsitz36 zurück (3d ). Wenn die Pumpe ausgeschaltet wird, sinkt auch die Ventilkugel30 auf ihren unteren Ventilsitz26 zurück (3e ). -
4a und4b zeigt eine Anordnung, die nach einem anderen Prinzip arbeitet als die bisher beschriebenen Ausführungsformen. In einer Klärkammer42 befindet sich eine Pumpe44 , von der eine Pumpenausgangsleitung46 in senkrecht aufsteigender Richtung ausgeht. - Im Anschluß an einen unteren, nicht bezeichneten ersten Abschnitt der Pumpenausgangsleitung
26 geht diese in einen erweiterten Abschnitt48 über, und am Übergang zwischen dem unteren Abschnitt und dem oberen, erweiterten Abschnitt48 befindet sich ein Ventilsitz50 , auf dem in4a eine Ventilkugel52 ruht. Konzentrisch innerhalb dieses erweiterten Abschnitts48 befindet sich der Einlaß54 der Nebenleitung56 , die ihrer Funktion nach der Nebenleitung20 gemäß1 entspricht. An diesem Einlaß54 der Nebenleitung56 befindet sich ein Ventilsitz58 . Dieser Ventilsitz58 liegt dem unteren Ventilsitz50 direkt gegenüber und ist koaxial zu diesem angeordnet. - Von dem erweiterten Abschnitt
48 der Pumpenausgangsleitung46 zweigt nach der Ausführungsform gemäß4a und4b die Hauptleitung60 ab, die der Hauptleitung18 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen entspricht. Die Hauptleitung60 weist in einem aufsteigenden Abschnitt, der an der erweiterten Abschnitt48 der Pumpenausgangsleitung46 anschließt, einen Wasserspeicher62 auf. - Anschließend soll die Wirkungsweise der Ausführungsform gemäß
4a und4b beschrieben werden. -
4a zeigt die Stellung, in der die Pumpe44 ausgeschaltet ist. Die Ventilkugel52 liegt auf ihrem Ventilsitz50 . Wenn die Pumpe44 eingeschaltet wird, wird die Ventilkugel52 von dem unteren Ventilsitz50 nach oben gegen den Ventilsitz58 am Einlaß der Nebenleitung56 angehoben. Die Nebenleitung56 wird dadurch verschlossen. Das Wasser strömt durch die Hauptleitung60 . Wird nunmehr die Pumpe44 ausgeschaltet, so sinkt die Ventilkugel52 auf ihren unteren Ventilsitz50 zurück. Die Anordnung wirkt insoweit als Rückschlagventil. Das in dem Wasserspeicher62 gesammelte Wasser kann über die Hauptleitung aufgrund der gegebenen Höhenverhältnisse nicht ablaufen und strömt daher zurück in den erweiterten Abschnitt48 der Pumpenausgangsleitung und von hier durch die Nebenleitung56 ab. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass insbesondere die4a und4b rein schematische Darstellungen sind. Es liegt auf der Hand, dass das Volumen des Wasserspeichers62 und des erweiterten Abschnitts48 sowie die Anordnung und Dimensionierung der Nebenleitung56 so gewählt sein müssen, dass eine vorgegebene Menge Wasser über die Nebenleitung56 abströmen kann.
Claims (9)
- Biologische Klärvorrichtung mit einem Mehrkammer-Behälter mit Trennwänden, die den Behälter in wenigstens eine Belebtschlamm enthaltende Vorklärkammer und wenigstens eine Klärkammer unterteilen, sowie mit Pumpeinrichtungen (
14 ,44 ) für den Transport und die Behandlung von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer Pumpeinrichtung (14 ,44 ) ein Verteiler (16 ,18 ,20 ;46 ,56 ,60 ) zur Unterteilung des Pumpenausstosses in wenigstens einen Hauptstrom und wenigstens einen Nebenstrom nachgeschaltet ist. - Klärvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler eine Hauptleitung (
18 ,60 ) und eine Nebenleitung (20 ,56 ) umfaßt, die von einer Pumpenausgangsleitung (16 ,46 ) ausgehen. - Klärvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler eine Klappen- und/oder Kugelventilanordnung in der Nebenleitung (
20 ,56 ) umfaßt. - Klärvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen- und/oder Kugelventilanordnung in einem ansteigenden Abschnitt der Nebenleitung eine zwischen zwei Ventilsitzen (
26 ,28 ) aufwärts und abwärts bewegliche Ventilkugel (30 ) umfaßt. - Klärvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anordnung aus Ventilsitzen (
26 ,28 ) und Ventilkugel (30 ) in der Nebenleitung (20 ) ein Rückschlagventil (32 ) vorgeschaltet ist. - Klärvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anordnung aus Ventilsitzen (
26 ,28 ) und Ventilkugel (30 ) in der Nebenleitung (20 ) ein Rückschlagventil (32 ) nachgeschaltet ist. - Klärvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler eine Hauptleitung (
60 ) und eine Nebenleitung (56 ) umfaßt, und dass in der Hauptleitung (60 ) in einer erhöhten Position ein Wasserspeicher (62 ) vorgesehen ist, dessen Wasser bei Beendigung des Pumpenbetriebs zurückströmt und in die Nebenleitung gelangt. - Klärvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen einem Ventilsitz (
50 ) an der Pumpenausgangsleitung (46 ) und einem Ventilsitz (58 ) am Einlaß der Nebenleitung (56 ) bewegliche Ventilkugel (52 ) vorgesehen ist, die bei Pumpenbetrieb von dem Ventilsitz (50 ) am Ende der Pumpenausgangsleitung abgehoben und durch den Wasserstrom gegen den Ventilsitz (58 ) am Einlaß der Nebenleitung (56 ) gedrückt wird, dagegen beim Abschalten der Pumpe (44 ) auf den Ventilsitz (50 ) am Ende der Pumpenausgangsleitung (46 ) zurücksinkt und damit den Einlaß zur Nebenleitung (56 ) freigibt. - Klärvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenleitung (
56 ) in ihrem Einlaßbereich konzentrisch innerhalb eines erweiterten Abschnitts (48 ) der Pumpenausgangsleitung (46 ) liegt.
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2004
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BAUMANN, MARKUS, DE Free format text: FORMER OWNER: BAUMANN, MARKUS, 32602 VLOTHO, DE Effective date: 20090529 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20100519 |
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R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20121101 |