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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Becken oder Gerinne mit einem Schwimmschlammabzug zum
Abziehen von Schwimmschlamm von der Wasseroberfläche im
Becken oder Gerinne, der eine horizontale Rinne mit mindestens einer Überlaufkante aufweist.
Das Becken kann insbesondere ein Verweil- oder ein Behandlungsbecken
(z. B. Klär- oder Absetzbecken) und das Gerinne ein (Abwasser-)Kanal
sein.
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Klär-
oder Absetzbecken der vorgenannten Art sind bekannt. Zusätzlich
zu der Rinne können sie einen Zulauf zum Einspeisen der
zu klärenden Trübe in das Becken, einen Reinwasserabzug
zum Abziehen des geklärten Wassers aus dem Becken und einen
Bodenschlammabzug zum Abziehen von auf dem Boden des Beckens abgesetztem
Bodenschlamm aufweisen. Bei den anderen Becken fehlen diese Zusatzfunktionen.
Die Rinnen, die auch als „Skimrinnen" bezeichnet werden,
haben die Aufgabe, Schwimmschlamm abzuziehen. Zu diesem Zweck muß die Überlaufkante
der Skimrinne etwas unter den Wasserspiegel abgesenkt werden, damit
der oben aufschwimmende Schwimmschlamm abgeschlürft werden
kann.
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Der
Schwimmschlamm, der über die Überlaufkante fließt,
wird mit einer Fördereinrichtung, die im Normalfall eine
Pumpe ist, abtransportiert. Die Eintauchtiefe und die Länge
der Überlaufkante bestimmen den Mengenstrom des in die
Rinne einlaufenden Schwimmschlammes und somit die erforderliche
Leistung der Pumpe zum Abpumpen des entströmenden Schwimmschlammes.
Die erforderliche Pumpenleistung steigt bei gleicher vorgegebener Eintauchtiefe
(auch „Überfallhöhe" oder „Schlürfhöhe"
genannt) mit der Länge der Überfallkante der Skimrinne.
Bei langen Skimrinnen ist somit eine große Pumpenleistung
erforderlich. Man strebt lange Skimrinnen an, um den Schwimmschlamm über
eine große Länge von einer Wasseroberfläche
abzuziehen. Andererseits ist man aber bestrebt, die Pumpenleistung
zu begrenzen.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Becken oder
Gerinne zur Verfügung zu stellen, das einen Abzug von Schwimmschlamm über
eine verhältnismäßig lange Abzugslänge
unter Einsatz einer Pumpe mit verhältnismäßig geringer
Leistung ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird durch ein Becken oder Gerinne mit den Merkmalen des
Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Beckens
oder Gerinnes sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Becken oder Gerinne umfaßt
einen Schwimmschlammabzug zum Abziehen von Schwimmschlamm von der
Wasseroberfläche im Becken oder Gerinne, der eine horizontale Rinne
mit mindestens einer Überlaufkante aufweist, die in Längsrichtung
der Rinne verschiedene Höhenlagen hat und/oder sich nur über
mindestens einen Abschnitt der Rinne erstreckt, neben dem die Rinne durch
mindestens eine über die Überlaufkante hinausstehende
Stauwand begrenzt ist.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich beim Abschlürfen
des Schwimmschlamms an der Überlaufkante der Rinne eine
horizontale Sogströmung bildet. Bei der Erfindungsvariante,
bei der die Überlaufkante in Laufrichtung der Rinne verschiedene
Höhenlagen aufweist, ist diese horizontale Saugströmung
in Laufrichtung der Rinne unterschiedlich stark ausgeprägt.
Bei der Erfindungsvariante, bei der sich die Überlaufkante
nur über einen Abschnitt der Rinne erstreckt und durch
eine über die Überlaufkante hinausstehende Stauwand
begrenzt ist, ist hingegen ein Überlaufen von Schwimmschlamm
nicht über die gesamte, sondern nur über einen
Teil der Rinne möglich, d. h. die aktive Rinnenlänge
bzw. Überlaufkante ist verkürzt. Bei der ersten Erfindungsvariante
entfällt auf tiefer liegende Bereiche der Überlaufkante
ein größerer Teil der Pumpenleistung bzw. Abzugsleistung
als auf höher liegende Bereiche der Überlaufkante.
Bei der zweiten Erfindungsvariante entfallt auf die verkürzte
aktive Überlaufkante bei gleicher Pumpenleistung ebenfalls
eine verstärkte Abzugleistung. Somit kann mit einer reduzierten
Pumpenleistung Schwimmschlamm mit derselben Abzugsleistung abgezogen
werden, wie bei einem herkömmlichen Klär- oder
Absetzbecken mit einer Skimrinne, deren Überlaufkante sich
mit konstanter Höhenlage über die gesamte Länge
der Rinne erstreckt. Die horizontale Sogströmung erfaßt dennoch
die Bereiche der Wasseroberfläche, die vor einem höher
liegenden Abschnitt der Rinne bzw. vor einer Stauwand angeordnet
sind, d. h. die „Totzone".
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Hierdurch
gelingt es, die Sogströmung effizienter zu nutzen, sodaß die
gleiche Abzugsmenge mit reduzierter Pumpenleistung abgezogen werden kann.
Somit kann auch mit einer sehr langen Skimrinne Schwimmschlamm effizient
abgezogen werden, ohne eine große Pumpe einsetzen zu müssen.
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Grundsätzlich
kann bei der ersten Erfindungsvariante die Rinne so ausgebildet
sein, daß sie einen einzigen Bereich konstanter, niedriger
Höhenlage und einen einzigen Bereich mit konstanter, höherer
Höhenlage aufweist. Bei der zweiten Erfindungsvariante
kann ein einziger Abschnitt mit einer Überlaufkante und
ein einziger Abschnitt mit einer Stauwand vorhanden sein. Bei der
bevorzugten Ausgestaltung der ersten Erfindungsvariante weist die Überlaufkante
mehrere Abschnitte geringerer Höhenlage und mehrere Abschnitte
höherer Höhenlage auf. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung
der zweiten Erfindungsvariante weist die Rinne mehrere Abschnitte
mit einer Überlaufkante und mehrere Abschnitte mit einer
Stauwand auf. Damit wird die aktive Länge der Überlaufkante
verringert und die Schlürfleistung an den tieferen Abschnitten
der Überlaufkante bzw. an den Überlaufkanten bei
gleicher Pumpenleistung der Pumpe verstärkt. Bevorzugt weist
die Rinne in Längsrichtung mehrfach abwechselnd Abschnitte
der Überlaufkante mit geringerer und höherer Höhenlage
und/oder Überlaufkanten und Stauwände auf.
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Gemäß einer
Ausgestaltung ist die Überlaufkante an einem profilierten
oberen Rand einer Seitenwand der Rinne vorhanden. Der Rand kann
beispielsweise eine sinusförmige, eine sägezahnförmige
oder eine zinnenförmige Profilierung haben. Diese Ausgestaltung
ist sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Erfindungsvariante
möglich, wobei der obere Rand bei der ersten Erfindungsvariante
komplett eingetaucht ist und bei der zweiten Erfindungsvariante
abschnittsweise über die Wasseroberfläche hinaussteht.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist eine nach oben vorspringende Absperrwand
vor eine die Überfallkante am oberen Rand aufweisende Seitenwand
der Rinne gesetzt. Diese Ausgestaltung kann ebenfalls bei der ersten
Erfindungsvariante und bei der zweiten Erfindungsvariante zum Einsatz
kommen. Bei der ersten Erfindungsvariante ist die nach oben vorspringende
Absperrwand eingetaucht und bei der zweiten Erfindungsvariante steht
sie über die Wasseroberfläche hinaus.
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Gemäß einer
Ausgestaltung weist die Absperrwand mindestens eine Leitwand auf,
welche von einem Bereich, in dem diese Rinne keine Überlaufkante
aufweist, zu dem Bereich hinführt, der die Überlaufkante
hat. Dadurch wird erreicht, daß der in der Totzone vor
der Rinne angeordnete Schwimmschlamm noch besser von der Einlaufströmung
erfaßt wird. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
weist die Absperrwand Leitwände auf, die symmetrisch zwischen
benachbarten Überlaufkanten angeordnet sind. Die symmetrisch
angeordneten Leitwände können beispielsweise symmetrisch
ausgebildet sein und auch als „Einlaufkeile" bezeichnet
werden.
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Die
Leitwände können verschiedene Form aufweisen.
Gemäß einer Ausgestaltung sind sie zumindest abschnittsweise
eben und/oder gekrümmt. Vorzugsweise sind die Seitenwände
strömungsgünstig geformt, so daß der
Schwimmschlamm leicht aus den Totzonen zu den Überlaufkanten
abströmen kann. Sie setzen also dem Abzug des Schwimmschlamms über
die Überlaufkanten einen nur geringen Widerstand entgegen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist die mindestens eine Überlaufkante
in Vertikalrichtung verlagerbar. Hierdurch ist eine Einstellung
der einströmenden Schwimmschlammmenge möglich.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind Mittel
zum automatischen Einstellen der Lage der mindestens einen Überlaufkante
bezüglich der Wasseroberfläche im Becken vorhanden.
Derartige automatisch eintauchende Skimrinnen sind z. B. beschrieben
in der Patentanmeldung (
EP
0 748 248 B1 und P 43 151 10.8). Die diesbezüglichen
Ausführungen werden durch Bezugnahme in die vorliegende
Anmeldung einbezogen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung sind Mittel zum manuellen oder motorbetriebenen
Einstellen der Lage der mindestens einen Überlaufkante
bezüglich der Wasseroberfläche vorhanden. Manuelle Mittel
zum Einstellen können beispielsweise ein Spindelgetriebe
mit einer Kurbel sein. Bei motorbetriebenen Mitteln zum Einstellen
kann das Spindelgetriebe mit einem elektrischen Antriebsmotor versehen
sein. Dieser Motor kann wiederum mit Hilfe einer Niveaumessung im
Wasserbecken gesteuert werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen näher
erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 Eine
Seitenwand und mehrere vorgesetzte Absperrwände einer Rinne
in Vorderansicht;
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2 dieselbe
Seitenwand in der Draufsicht;
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3 eine
Seitenwand mit vorgesetzten Leitblechen einer Rinne in der Draufsicht;
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4 eine
herkömmliche Seitenwand mit durchgehender Überlaufkante
im Vertikalschnitt;
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5 eine
Seitenwand mit vorgesetzten Leitblechen im Vertikalschnitt.
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In
den 1 bis 5 ist der Schwimmschlammübertritt über
eine Überlaufkante jeweils durch Pfeile gekennzeichnet.
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Gemäß 1 ist
in einem Klär- oder Absetzbecken 1 oder einem
anderen Becken oder Gerinne 1 eine Rinne 2 mit
einer Seitenwand 3 angeordnet, die eine Überlaufkante 4 aufweist.
Vor die Seitenwand 3 sind Absperrwände 5 in
Form von rechteckigen Blechen gesetzt, die über die Überlaufkante 4 hinausstehen.
Der Wasserspiegel 6 steigt über einen Teil der
Höhe der Absperrwände 5 hoch. Dementsprechend
ist die Überfallhöhe des Wasserspiegels 6 (bei
gleicher Pumpenleistung) höher als bei einer herkömmlichen
Rinne 2' mit derselben Gesamtlänge (vgl. 4).
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Aus 2 (Draufsicht
von 1) ist ersichtlich, daß Schwimmschlamm
nur in den Bereichen der Überlaufkante 4 zwischen
den Absperrwänden 5 hindurchtritt. Dort ergibt
sich eine verstärkte Sogströmung, so daß auch
die Totzonen vor den Absperrwänden 5 erfaßt
werden und der Schwimmschlamm dort effektiv abgeschlürft
wird. Folglich kommt die Rinne 2' mit einer Pumpe geringerer
Pumpenleistung zum Abpumpen des eingeströmten Schwimmschlamms
aus als eine herkömmliche Rinne 2'.
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Bei
der Rinne 2'' gemäß 3 (Draufsicht) und 5 (Schnitt)
sind die Absperrwände 5' als Leitwände
ausgebildet. Zwischen jeweils zwei benachbarten Überlaufkanten 4 sind
aufeinander geneigte Leitwände 5' (strömungsgünstige
Sperrbleche) vorhanden, die einander spitzwinklig schneiden.
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Gemäß 4 und 5 stellt
sich auch bei der Rinne 2'' eine im Vergleich zur Überfallhöhe 6' einer
herkömmlichen Rinne 2' derselben Pumpenleistung
erhöhte Überfallhöhe 6'' ein.
Aufgrund der erhöhten Überfallhöhe 6'' ist
die Saugwirkung größer und es wird auch der Bereich
zwischen den Überlaufkanten 4 abgeschlürft.
Die Überfallmenge ist in 4 und 5 die
gleiche.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist die mindestens eine Überlaufkante
in Vertikalrichtung verlagerbar. Hierdurch ist eine Einstellung
der einströmenden Schwimmschlammmenge möglich.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind Mittel
zum automatischen Einstellen der Lage der mindestens einen Überlaufkante
bezüglich der Wasseroberfläche im Becken vorhanden.
Derartige automatisch eintauchende Skimrinnen sind z. B. beschrieben
in der Patentanmeldung (
EP
0 748 248 B1 und P 43 151 10.8). Die diesbezüglichen
Ausführungen werden durch Bezugnahme in die vorliegende
Anmeldung einbezogen. Hierbei kann es sich insbesondere um insgesamt
schwenkbare oder höhenverlagerbare Skimrinnen oder Schnittteile
(z. B. Schwimmerklappen) handeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0748248
B1 [0014, 0027]