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Die Erfindung betrifft eine Teichfilteranlage.
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Teilfilteranlagen sind in vielfältigster Form bekannt. Am Markt bewährt hat sich beispielsweise ein Modell mit dem Namen „SmartpondFilter” der AquaFil GmbH. In einem ungefähr quaderförmigen Gehäuse befinden sich Rohranschlüsse zum Einlauf. Diese führen in eine Filterkammer. Unterhalb des Filters der Filterkammer ist eine Pumpe mit Steuerelektronik angeordnet.
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In Teichen werden oft Fische gehalten. In jüngerer Vergangenheit kommen gern Brokatkarpfen, auch Koi genannt, zum Einsatz. Diese stellen ein beträchtliches Vermögen dar. Das Wasser muss dementsprechend hohe Anforderungen an die Klarheit erfüllen.
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Es gibt jedoch immer Einträge in das Wasser zu beobachten. Schon durch die Fische selbst, aber auch beispielsweise durch die Sonnenstrahlung. Auch Schwebstoffe wie Blätter, Gras etc. können gerade bei offenen Teichen schlecht ferngehalten werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Teichfilteranlage zur Verfügung zu stellen.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe eine Teichfilteranlage, bei welcher ein Bioreaktor einen runden Grundriss aufweist.
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Die Erfindung kann erkannt, dass für eine bestmögliche Reinigung gewissermaßen die Mechanik und Geometrie eines „kleinen Klärwerks” angewendet werden müssen. Somit möchte die Erfindung bevorzugt sowohl eine mechanische Trennung bzw. Filterung als auch eine biologische Reinigung durchführen. Für die biologische Reinigung benötigt die Erfindung einen Reaktionsraum. Dieser wird hier vorliegend „Bioreaktor” bezeichnet. Wenn der Bioreaktor einen runden Grundriss aufweist, dann lässt sich bei einer bestimmten, zur Verfügung stehenden Fläche eine möglichst große Grundfläche für den Bioreaktor einrichten, ohne dass strömungstote Ecken oder Winkel in Kauf genommen werden müssen. Mit dem runden Grundriss kann die Teichfilteranlage also ein möglichst homogenes Reinigungsergebnis erreichen.
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Unter einem „runden” Grundriss versteht die Erfindung im Idealfall eine kreisrunde Gestalt. Aber auch hiervon abweichende Gestaltungen, insbesondere elliptische oder ähnliche Grundrisse, können in Betracht kommen. Wesentlich ist, dass sich eine Strömung ohne Strömungstotbereiche im Bioreaktor stabil und ohne allzu großen Energieaufwand erzeugen lässt.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Teichfilteranlage, bei welcher ein Anlagengehäuse einen runden Grundriss aufweist. Die Gründe hierfür sind insbesondere wie vorstehend zum Bioreaktor erläutert. Insbesondere ermöglicht aber ein Anlagengehäuse mit einem runden Grundriss das Durchführen von Wasser mit möglichst wenig Strömungstotbereichen.
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Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Teichfilteranlage, bei welcher ein Ringströmungserzeuger für Wasser in einem Bioreaktor vorgesehen ist.
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Es wurde bereits erläutert, dass ein Bioreaktor für eine biologische Reinigung unabdingbar ist. Der Bioreaktor ist bevorzugt mit einem runden Grundriss ausgestattet, um das zu reinigende Wasser innerhalb des Bioreaktors möglichst gut in Bewegung mit Reaktionskörpern zu halten.
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Es hat sich gezeigt, dass ein Ringströmungserzeuger hierfür ideal ist. Wenn eine Ringströmung erzeugt wird, entsteht zusätzlich zu der ringförmigen Primärströmung immer eine Sekundärströmung. Durch die ringförmige Umlenkung der Primärströmung drückt sich das ringförmig strömende Wasser zu den Außenseiten hin. Der Wasserstand wird demnach am Rand höher als in der Mitte sein. Dies induziert unweigerlich eine Sekundärströmung, welche am äußeren Rand der Ringströmung nach unten hin geht, am Beckenboden zur Mitte hin verläuft und in der Beckenmitte nach oben aufsteigt. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Strömung ideal ist, um Reaktionskörper für die biologische Reinigung in einer permanenten Bewegung und nach Möglichkeit auch an der Schwebe im zu reinigenden Wasser zu halten.
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Der Ringströmungserzeuger sorgt aktiv für eine solche Strömungsgeometrie.
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Bevorzugt führt der Ringströmungserzeuger zum Bioreaktor und ist ausgestaltet in Form einer Umlenkung fallenden Wassers in den Bioreaktor hinein, insbesondere geeignet für von Schwerkraft fallendes Wasser.
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Der Ringströmungserzeuger selbst muss also nicht innerhalb des Bioreaktors vorgesehen sein, sondern kann sogar bevorzugt außerhalb des Bioreaktors liegen und lediglich eine Wasserströmung so in den Bioreaktor hineinleiten, dass dort die gewünschte Strömungsgeometrie erzeugt wird.
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Um die Energie hierfür zu erhalten, kann der Ringströmungserzeuger eine Pumpe aufweisen. Deutlich geschickter ist es aber, wenn der Ringströmungserzeuger unterhalb eines ursprünglichen Wasserniveaus angeordnet ist. In diesem Fall kann das Wasser einfach der Schwerkraft folgen. Beim Verlust an Lageenergie gewinnt es in gleichem Maße Bewegungsenergie. Diese kann der Ringströmungserzeuger zum gezielten Erzeugen der Ringströmung nutzen.
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Bevorzugt ist der Ringströmungserzeuger im Durchlauf von Wasser nach einem Filter und unterhalb einer Behandlungsebene des Filters vorgesehen. Bei einer solchen Anordnung kann in einer oberen Ebene innerhalb des Anlagengehäuses der Teichfilteranlage die Behandlungsebene des Filters vorgesehen werden. Das Wasser, welches aus der oberen Behandlungsebene fortströmt, ist also bereits über einen Filter mechanisch vorgereinigt. Es kann dann nach unten in eine untere Behandlungsebene fallen, wo die erhöhte Bewegungsenergie gezielt genutzt werden kann.
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Der Ringströmungserzeuger weist bevorzugt eine Umlenkfläche auf, insbesondere zum Umlenken von Wasser hin zu einer Horizontalen in tangentialer Richtung auf eine Oberfläche im Bioreaktor, sodass im Bioreaktor eine Kreisströmung mit einer Sekundärströmung erzeugt wird, wobei die Sekundärströmung Reaktionskörper in einer Mitte des Kreisströmung in Bewegung und bevorzugt in der Schwebe hält.
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Bei einer solchen Gestaltung des Ringströmungserzeugers wird das bevorzugt fallende Wasser also über die Umlenkfläche horizontal oder zumindest im Wesentlichen horizontal umgelenkt, und zwar tangential oder zumindest im Wesentlichen tangential in den Bioreaktor hinein. Wenn der Bioreaktor rund ist, benötigt das Wort der „tangentialen” Richtung keine weitere Erläuterung. Wenn der Bioreaktor nicht rund gestaltet ist, lässt sich ein tangentiales Einleiten schlicht dadurch ermöglichen, dass das Einleiten des Wassers von der Umlenkfläche in den Bioreaktor hinein unter einem sehr spitzen Winkel zur Wand des Bioreaktors an derjenigen Stellen erfolgt, wo das Wasser in den Bioreaktor durch die Wand hinein eingeleitet wird. Insbesondere sei an einen Winkel von kleiner als 45° gedacht, bevorzugt von weniger als 20°.
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Der Ringströmungserzeuger kann besonders einfach erzeugt werden, wenn er eine Wasserrutsche mit einer aufrecht stehenden Umlenkfläche aufweist. Als eine „Wasserrutsche” sei eine Wasserführung verstanden, auf welche Wasser in einer höheren Lage aufgegeben kann und entlang derer das Wasser in eine tiefere Lage rutscht, wobei es Geschwindigkeit aufnimmt. Die aufrechtstehende Umlenkfläche sorgt gemeinsam mit einer Verschwenkung der Wasserrutschfläche dafür, dass tatsächlich eine Umlenkung des fallenden Wassers erfolgt.
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Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Teichfilteranlage, bei welcher eine Vorkammer mit einer Durchflussregulierung vorgesehen ist, welche weiter zu einer Filterkammer führt.
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Nach diesem Gedanken der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das zu reinigende Wasser möglichst strömungsberuhigt in der eigentlichen Filterkammer ankommt.
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Der Grund hierfür ist dem Erfinder bei diversen Prototypenversuchen aufgefallen: während der Reinigung kann sich auf einem Filter ein Filterkuchen bilden. Wenn es gelingt, die Dicke des Filterkuchens geschickt zu regeln, dann dient der einmal vorhandene Filterkuchen einer vorbestimmten Dicke als weiterer, noch feinerer Filter als es das eigentliche Filtergewebe wäre.
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So hat sich bei Versuchen beispielsweise gezeigt, dass sich mit einem HiFlow-Metallgewebe-Filter erst beim Vorhandensein einer gewissen Filterkuchendicke eine besonders feine Filtrierung einstellt. So lässt sich beispielsweise bei einer Maschenweite von 50 μm mit einem geeigneten Filterkuchen eine Filtrierung bis auf 5 μm kleine Partikel erreichen, also ein Zehntel der nominellen Maschenweite des Filters.
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Wenn – wie beim Stand der Technik angewendet – die zulaufende Strömung direkt auf das Filter aufläuft, wird ein vorhandener, dünner und nicht verdichteter Filterkuchen schnell zerstört. Es wird daher vorgeschlagen, die Vorkammer mit der Durchflussregulierung zu versehen. In der Vorkammer wird das einlaufende Wasser zunächst beruhigt. Erst danach – also im bereits beruhigten Zustand – erreicht das zu reinigende Wasser die Filterkammer. Bei geeigneter Konstruktion lässt sich dadurch das Auflösen eines bereits vorhandenen leichten Filterkuchens verhindern.
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Beispielsweise wird vorgeschlagen, dass zwischen der Vorkammer und der Filterkammer ein Langloch in einer Wand vorgesehen ist. Ein Langloch lässt sich sehr leicht herstellen. Insbesondere lassen sich Trennwände aus Blech zwischen den beiden Kammern installieren, wobei über das Langloch eine eher breite, flache Strömung in die Filterkammer hinein erreicht wird. Diese kann bei geeigneter Gestaltung sogar laminar sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist eine Laminarströmungserzeugungseinrichtung für die Filterkammer vorgesehen, sodass in der Filterkammer eine im Wesentlichen laminare Strömung erzeugt wird, welche über ein Filter streicht, insbesondere auch bei einem Filterkuchen auf dem Filter. Dies wurde vorstehend bereits erläutert.
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Bevorzugt ist ein Bandfilter vorgesehen, welches in einem Winkel gegenüber der Horizontalen angeordnet ist. Ein Bandfilter kann als ein Endlos-Filter betrachtet werden. Insbesondere lässt sich ein ständiger Umlauf realisieren, und sowohl die Reinigung als auch ein Austausch des Filters ist einfach.
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Durch den Winkel gegenüber der Horizontalen lässt sich gezielt steuern, dass sich zwar ein leichter Filterkuchen auf dem Filterband absetzt. Sobald der Filterkuchen zu dick wird oder sobald er zu leicht oder zu schwer wird, kann er aber abrutschen. Die genauen Parameter lassen sich vom Fachmann über einige Versuche im Zusammenspiel aus Filterkammergeometrie, Filterband, Filterbandwinkel und Zulaufströmung ermitteln.
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Im Idealfall ist der Winkel des Bandfilters gegenüber der Horizontalen einstellbar.
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Das Bandfilter weist bevorzugt eine Senke auf, wobei das Wasser oberhalb der Senke auf das Filter geführt wird.
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Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Teichfilteranlage, bei welcher eine variable Schließanordnung aus einem Schwimmer und einem Dichtkegel für ein Zulaufrohr vorgesehen ist.
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Herkömmliche Teichfilteranlagen sind im Zulauf nicht begrenzt. Wenn mehr Wasser zuströmen möchte, wird dies zugelassen – auch wenn dies zu Lasten der Reinigungsqualität geht. Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, dass die Zulaufleistung begrenzt wird, und zwar in Abhängigkeit davon, in wie weit die Teichfilteranlage gegenwärtig ausgelastet ist. Bei hoher Auslastung innerhalb der Teichfilteranlage wird demzufolge der Zulauf mit dem Schwimmer-gesteuerten Dichtkegel am Zulaufrohr vermindert oder sogar ganz geschlossen. Erst wenn die Reinigung insoweit und mit unverminderter Qualität abgeschlossen ist, wird neues Wasser zulaufen gelassen. Unter dem Strich hat sich beim Prototypenversuchen des Erfinders gezeigt, dass hierdurch die Reinigungsqualität erheblich steigt und der zu reinigende Teich deutlich klarer wird.
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Nach einem sechsten Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Teichfilteranlage hinsichtlich ihres Filters ein Metallgewebe aufweist, insbesondere in HiFlow-Gewebe. Dieses Filter stammt eigentlich aus technischen Anwendungszwecken der Industrie. Der Erfinder hat es in seinen Versuchen als Teichfilteranlage zweckentfremdet und ist hierbei zu hervorragenden Ergebnissen gekommen.
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Hiervon unabhängig schlägt ein siebter Aspekt der Erfindung eine Teichfilteranlage vor, bei welcher ein GFK-Gehäuse vorgesehen ist, welches eine durchgehende, an mehreren Stellen einmalig öffenbare Gehäusewand aufweist, sodass ein Käufer zum Anschließen der Teichfilteranlage Löcher in der Gehäusewand vorsehen muss.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird auch ein Verfahren zum Anschließen und Installieren einer Teichfilteranlage vorgeschlagen, bei welcher ein GFK-Gehäuse mit einer durchgehenden, an mehreren Stellen einmalig öffenbaren Gehäusewand vertrieben und vor Ort angeliefert und ausgestellt wird, wobei zum Anschließen der Teichfilteranlage Löcher vor Ort in der Gehäusewand vorgesehen werden und an diese Löcher Anschlussstutzen angebracht werden, woraufhin an die Anschlussstutzen die Verbindungsleitungen für das Wasser angebracht werden.
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Für den siebten Aspekt der Erfindung ist entscheidender Gedanke, dass die Teichfilteranlage mit ihrem Gehäuse nicht schon die Anschlussrichtungen vorgeben soll. Denn dies führt in der Praxis oft zu ungeschickten Leitungsanschlüssen, sodass sich ungewollte Strömungswiderstände einstellen können oder sogar Strömungstotbereiche ergeben, in welchen sich Schwebstoffe ablagern können.
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Vielmehr möchte dieser Aspekt der Erfindung erreichen, dass das Gehäuse so konstruiert ist, dass der Käufer dazu gezwungen wird, die Anschlüsse bei sich individuell vor Ort zu definieren.
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Nach einem achten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Teichfilteranlage, bei welcher ein Gehäusedeckel eine schalldämmende Füllung aufweist, insbesondere ein Ausschäumung.
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Nach einem neunten Aspekt der Erfindung schließlich löst die gestellte Aufgabe eine Teichfilteranlage, bei welcher ein Gehäusedeckel eine Inspektionsöffnung aufweist. Die Inspektionsöffnung kann insbesondere ein aus dem Gehäusedeckel herausnehmbares Einsetzteil sein, beispielsweise verschraubt, verrastet oder geklemmt. Es bietet sich an, einen runden Ausschnitt für die Inspektionsöffnung zu wählen.
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Es wird vorgeschlagen, dass eine Inspektionsöffnung am Gehäusedeckel so angeordnet wird, dass die Inspektionsöffnung oberhalb eines Filterkuchenbereichs liegt. Alternativ ist denkbar, dass die Inspektionsöffnung oberhalb eines Verstellmechanismus' für eine Neigung eines Filterbands gegenüber der Horizontalen angeordnet ist.
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Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Offenbarung zum Zwecke des Erleichterns des Lesens wann immer möglich auf die umständliche Formulierung „mindestens ein”, „mindestens zwei” usw. verzichtet hat. Stattdessen hat die Beschreibung lediglich einen unbestimmten Artikel verwendet. Ein unbestimmter Artikel ist deshalb im Rahmen der gesamten Offenbarung immer als ein „mindestens”-Ausdruck zu verstehen, sofern nicht der Kontext etwas Gegenteiliges erkennen lässt.
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Als beinhaltete, konkret mitoffenbarte optionale Möglichkeit soll jeweils, „genau ein” verstanden werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahem auf die Zeichnung näher erläutert. Identische Bauelemente in den verschiedenen Figuren tragen identische Bezugszeichen. Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel ist nur eine mögliche Variante zum Verwirklichen der Erfindung. Sie soll nicht zwingend einschränkend verstanden werden, sondern lediglich als optional eine Einschränkung zur Verfügung stellend. In der Zeichnung zeigen
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1 in einer räumlichen Ansicht eine Teichfilteranlage mit einer runden Biowanne und darin angeordneter Technik, ohne Verschlussdeckel,
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2 die Teichfilteranlage aus 1 in einer Draufsicht,
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3 in einer seitlichen Durchsicht eine Vorkammer mit einem Wasserzulauf und einer Drossel,
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4 die Vorkammer aus 3 in einer perspektivischen Durchsicht,
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5 in einer räumlichen Ansicht eine Filterkammer mit Wasserrutsche,
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6 die Filterkammer mit Wasserrutsche aus 5 in einer Durchsicht bei gleicher Perspektive,
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7 die Teichfilteranlage aus 1 in einer Seitenansicht sowie
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8 eine Dichtlippe im Querschnitt.
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Die Teichfilteranlage 1 in den 1 und 2 besteht im Wesentlichen aus einer runden Biowanne 2 mit darin angeordneten technischen Einbauten 3. Die Biowanne 2 dient der Teichfilteranlage 1 als der untere Teil des Gehäuses.
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In einer Zulaufebene 4 führt ein Zulaufrohr 5 in eine Vorkammer 6 hinein und endet dort mit Zulauföffnung 7. In einer Trennwand 8 zwischen der Vorkammer 6 und einer daneben angeordneten Filterkammer 9 ist ein horizontal verlaufender Schlitz 10 in Form eines Langloches vorgesehen.
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Der Schlitz 10 ist höher angeordnet als die Zulauföffnung 7 des Zulaufrohrs 5.
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Auf Seiten der Filterkammer 9 ist der Schlitz 10 oberhalb eines V-förmig gelagerten Bandfilters 11 angeordnet, sodass sich der Schlitz 10 gewissermaßen im räumlichen Inneren der V-Form des Bandfilters 11 befindet.
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Das Bandfilter 11 ist bezüglich der Filterkammer 9 und bezüglich des Schlitzes 10 spiegelsymmetrisch angeordnet.
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Das Bandfilter 11 besteht im Wesentlichen aus einem HighFlow-Drahtgewebe.
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Eine Schutzabdeckung 12 deckt einen Antrieb der Filterkammer 9 ab. Die Schutzabdeckung 12 kann zu Wartungszwecken mit Werkzeug entfernt werden.
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Auf die Biowanne 2 ist eine Oberwanne (nicht dargestellt) aufsetzbar. Die Oberwanne besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Aufsatz, welcher exakt auf einen Rand 13 der Biowanne aufsetzbar ist.
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Am oberen Rand kann die Oberwanne geöffnet sein, bevorzugt über die gesamte Fläche. Dort kann ein Wartungsdeckel (nicht dargestellt) aufgesetzt werden. Der Wartungsdeckel verfügt bevorzugt über eine Arretierung sowie über einen massiven Abhebegriff.
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Der Wartungsdeckel hat bevorzugt eine Inspektionsöffnung, welche kreisrund sein kann.
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Mit der Teichfilteranlage 1 ist ein separater Schaltschrank (nicht dargestellt) verbunden. Dort befindet sich insbesondere ein Hauptschalter, mit welchem die Teichfilteranlage ein- und ausgeschaltet werden kann. In der ausgeschalteten Position kann der Hauptschalter mit einem Vorhängeschloss verriegelt werden, um ein unbeabsichtigtes Einschalten der Anlage zu verhindern.
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Für den Fall, dass die Teichfilteranlage ohne Oberwanne ausgeliefert wird, ist die Filterkammer bevorzugt mit einer Schutzvollabdeckung (nicht dargestellt) verschlossen. Diese erstreckt sich über die gesamte Oberseite der Filterkammer.
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Unterhalb des Bandfilters 11 führt aus der Filterkammer 9 ein Auslassschlitz 14 heraus. Dieser mündet auf eine Wasserrutsche 15. Die Wasserrutsche 15 ist unter einem Winkel von etwa 45° zur Horizontalen beginnend ausgebildet. Nach einem ersten, steilen Bereich 16 verschwenkt sich eine vertikale Begrenzungswand 17, wobei die Begrenzungswand 17 letztendlich tangential an eine Wannenwand 18 der Biowanne 2 führt.
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Die Wasserrutsche 15 ist dort in einen flachen Bereich 19 übergeführt, der entweder nur eine sehr geringe Gefälleneigung aufweist oder sogar einen horizontalen Bereich 20 beinhaltet.
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An einer teilweise horizontal verlaufenden Einströmkante 21 endet die Wasserrutsche 15. Dort öffnet sich die Wasserrutsche 15 in die Biowanne 2 hinein.
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In einem oberen Bereich 22 der Biowanne 2 ist diese radial aufgeweitet. Dort ist ein Schmutzablauf 23 vorgesehen.
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Die Biowanne 2 ist als nach oben einseitig offener GFK-Behälter ausgeführt. In diesem Behälter ist ein Tragegestell 24 für die Vorkammer 6 und die Filterkammer 9 eingesetzt. Das Tragegestell 24 wird aus mehreren Edelstahl-Vierkantrohren zusammengeschraubt.
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Auf das Tragegestell 24 werden anschließend die Vorkammer 6 und die Filterkammer 9 aufmontiert.
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An einem unteren Bereich 25 der Biowanne 2 ist ein Rücklaufstutzen 26 vorgesehen.
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Am Rücklaufstutzen 26 wird eine Rücklaufpumpe (nicht dargestellt) angeschlossen.
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Der Schmutzablauf 23 wird mit Hilfe eines KG-Abzweiges mit der Kanalisation verbunden. Der Schmutzablauf 23 dient gleichzeitig als Notüberlauf.
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Unterhalb des Tragegestells 24 ist bevorzugt ein Lochblechkäfig (nicht dargestellt) montiert. Dieser kann dafür sorgen, dass ein in der Biowanne 2 befindliches Biomedium nicht von einer Pumpe angesaugt wird.
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Außerdem sorgt der Käfig dafür, dass die Funktion eines Schwimmers, welcher das Wasserniveau in der Biowanne 2 reguliert, nicht durch das dort enthaltene Biomedium negativ beeinflusst wird.
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Am Lochblechkäfig können außerdem Klappschalter montiert sein, welche die Rücklaufpumpe je nach Wasserstand ein- und ausschalten.
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Die Vorkammer 6, welche in den 3 und 4 im Detail besser erkennbar dargestellt ist, befindet sich oberhalb eines biologischen Reinigungsbereichs 27, unten in der Biowanne 2.
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Nachdem das Zulaufrohr 5 in einem Bogen 28 vertikal nach unten innerhalb der Vorkammer 6 geführt ist, mündet es dort in vertikaler Richtung an der Zulauföffnung 7. Die Zulauföffnung 7 ist kreisrund ausgeführt.
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Unterhalb der Zulauföffnung 7 befindet sich eine Schließeinheit 29. Die Schließeinheit 29 besteht im Wesentlichen aus einem Schließkegel 30, einem Schwimmer 31 und einer Verbindungsstange 32.
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Der Schließkegel 30 befindet sich oberhalb eines Bodens 33 der Vorkammer 6, somit innerhalb der Vorkammer 6.
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Der Schwimmer 31 befindet sich unterhalb des Bodens 33 der Vorkammer 6.
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Die Verbindungsstange 32 durchdringt den Boden 33 der Vorkammer 6. Ein Durchgang 34 ist abgedichtet, beispielsweise mit einem Faltenbalg (nicht dargestellt), welcher sich bevorzugt bis direkt an den Schließkegel 30 erstreckt. Der Faltenbalg sitzt an einem Führungsrohr 35, durch welches hindurch die Verbindungsstange 32 verläuft, zwischen dem Boden 33 der Vorkammer 6 und dem Schließkegel 30.
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Im Betrieb der Teichfilteranlage hat die Vorkammer 6 die Aufgabe, die Geschwindigkeit des verschmutzten Wassers, welches vom Teich in die Teichfilteranlage 1 geleitet wird, zu reduzieren und bei Schwerkraftbetrieb die Durchflussmenge mittels der Schließeinheit 29 die Leistung der Rücklaufpumpe anzupassen. Die Vorkammer 6 dient außerdem zur Aufnahme der UV-Klärung.
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Wenn der Wasserstand in der Biowanne 2 ansteigt, wird die Schließeinheit 29 nach oben getrieben. Im gleichen Maße wird der Spalt zwischen der Zulauföffnung 7 und dem Schließkegel 30 kleiner. In Folge dessen wird die Durchflussmenge geringer.
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Die Schließeinheit 29 ist so ausgelegt, dass der Zulauf komplett verschlossen wird, sobald das Wasser ein bestimmtes Niveau in der Biowanne 2 überschreitet. Die Schließeinheit 29 bewegt sich hierzu zwischen einer Öffnungsstellung 36 und einer Schließstellung 37 hin und her.
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Wenn die Teichfilteranlage mehrere Zulaufbögen hat, hat sie eine entsprechende Anzahl von Schließeinheiten.
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Im Betrieb beruhigt sich in der Vorlaufkammer 6 das zulaufende Wasser. Durch den Schlitz 10 in der Trennwand 8 strömt das zulaufende Wasser anschließend laminar in die Filterkammer 9 hinein.
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In der Filterkammer 9, im Detail besser dargestellt in den 5 und 6, tritt somit eine zumindest im Wesentlichen laminare Strömung oberhalb des Bandfilters 11 ein.
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Das verschmutze Wasser folgt der Schwerkraft und setzt sich nach unten durch das Bandfilter 11 hindurch in einen unteren, mechanisch vorgeklärten Bereich 38 in der Vorkammer 9 und folgt von dort weiter der Schwerkraft, seitlich austretend durch den Auslassschlitz 14 auf die Wasserrutsche 15. Dort fällt es zunächst den steilen Bereich 16 hinunter, bevor es um 90° umgelenkt und tangential zur Wannenwand 18 über den flachen Bereich 19 und den horizontalen Bereich 20 in den biologischen Reinigungsbereich 27 der Biowanne 2 eintritt.
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Auf dem Weg durch das Bandfilter 11 bildet das Wasser bedingt durch die laminare Strömung und dem Neigungswinkel des Filterbandes einen Filterkuchen, welcher nicht abrutscht und somit Filterfeinheiten von bis zu 5 μm ermöglicht.
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Das Filterband selbst weist einen speziellen Bandverschluss auf, welcher einen einfachen und schnellen Wechsel des Bandes erlaubt.
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Eine Justierrolle 39 zur Bandjustierung mit einer leicht verstellbaren Führung 40 ist an einem Ende des Bandfilters 11 vorgesehen.
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Ein Niveauschalter 41 ist an einer Unterkante 42 des Schlitzes 10 angeordnet.
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In einer Reinigungseinheit befindet sich ein Düsenrohr 43.
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Daneben ist eine Spannrolle 44 angeordnet, welche ebenfalls in einem gleichverstellbaren Verstelllager 45 geführt ist.
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Für das Bandfilter ist ein Antriebsmotor 46 vorgesehen.
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In die Leitungsführung ist ein Magnetventil 47 eingebaut.
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Unten in der Filterkammer 9 ist eine Spülpumpe 48 eingesetzt.
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Außerdem befindet sich ein Vorfilter 49 im Leitungssystem.
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Wenn nun im Betrieb das Teichwasser durch die Vorkammer einströmt und die Geschwindigkeit reduziert wird, strömt dieses laminar in die Filterkammer. Der Schmutz setzt sich an der Oberfläche des HighFlow-Drahtgewebes so lange ab, bis der Wasserspiegel in der Filterkammer 9 ein Niveau von 28 cm erreicht.
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Das unten abfließende Wasser enthält in Folge der weiteren Filterwirkung des Filterkuchens nur noch Schmutzpartikel bis zu 5 μm. Dieser Wert wurde bei Prototypenversuchen des Erfinders erreicht. Natürlich können auch schlechtere Filterwirkungen erreicht werden. Auch bessere Filterwirkungen sind bei geeigneter Winkeleinstellung und Anströmung denkbar.
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Das Drahtgewebe des Bandfilters 11 ist seitlich über beidseitige Führungsschienen 50, 51 abgedichtet. In den Führungsschienen 50, 51 befindet sich jeweils eine Lippendichtung (näher dargestellt in 8). Als weitere Abdichtung dient der Gummi-Kantenschutz des Drahtgewebes selbst.
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Das Drahtgewebe dient zur Filtration. Gereinigt wird es durch Düsen. Mittels einer gummierten Antriebswelle und fünf Umlenkrollen wird es über den Gummikantenschutz transportiert und mittels Führungsschienen geführt. Die Bandeinstellung erfolgt über die Spannrolle und über die einseitig justierbare Rolle.
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Die in der Filterkammer 9 aus dem Wasser ausgefilterten Schmutzpartikel werden in die Kanalisation geleitet.
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Als Filtermedium wird ein Edelstahlgewebe mit einer Weite von 48 μm mit spezieller Gewebestruktur, hoher Schmutzaufnahme an der Gewebeoberfläche, bester Regenerierbarkeit, geringem Strömungswiderstand und einem Durchfluss von 11 l/min angesetzt, Gemessen bei dp = 0,20 bar und 1 cm2.
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Das gereinigte Wasser fließt zur biologischen Aufbereitung in die Biowanne 2.
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Die Komponenten innerhalb der Filterkammer 9 sind fest mit Wandplatten 52 (exemplarisch gekennzeichnet) verschraubt. Die Wandplatten 52 bestehen aus Polyethylen und sind etwa 20 mm dick.
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Die Filterkammer 9 verfügt über fünf Umlenkrollen, eine Spannwalze, eine Rolle zur Bandjustierung und eine gummierte Antriebswelle, die mit einem Drahtgewebe-Filterband bespannt sind. Das Filterband kann mit Hilfe der Spannrolle 44 gespannt werden. Der Bandlauf wird mittels der Justierrolle 39 justiert.
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Im Bereich der eigentlichen Filtration ist unterhalb des Filterbandes ein V-förmig gewalztes Lochblech montiert. Dieses trägt die komplette Belastung durch die anstehende Wassersäule. Damit das Filterband gerade läuft und beim Transport nicht angehoben wird, sind an die Seitenwände bildenden Wandplatten 52 Führungsschienen 50, 51 aus Polyethylen geschraubt. An beiden Führungsschienen 50, 51 befindet sich jeweils eine Lippendichtung 53, deren in 8 dargestellte Maße nur beispielhaft zu verstehen sind.
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Die Lippendichtung 53 dichtet den Spalt zwischen dem Filterband und den Führungsschienen 50, 51 ab. Das Filterband verfügt außerdem über eine Gummieinfassung, die zum einen als Kantenschutz und zum anderen als zweite Abdichtung dient.
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Wenn der Wasserspiegel in der Filterkammer 9 bis zu 28 cm angestiegen ist, wird der Niveauschalter 41 betätigt. Die Steuerung setzt dann die Spülpumpe 48 und den Antriebsmotor 46 in Gang. Dadurch wird das Filterband vorgeschoben. Der Filterbandvorschub variiert je nach Verschmutzungsgrad. So kann der verbleibende Filterkuchen weiterhin zur Feinstfiltration bis zum beispielsweise 5 μm Filterfeinheit benutzt werden.
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Um ein Einpressen des Schmutzes in das Drahtgewebe zu verhindern, wird das Filterband vor der Antriebswelle mittels Flachstrahldüsen gereinigt. Die abgespülten Schmutzpartikel landen in der Schmutzablaufwanne, welche an die Kanalisation angeschlossen ist.
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Um eine Verstopfung der Schmutzablaufwanne zu verhindern, wird die Filterkammer zusätzlich mit zwei Spülrohren ausgestattet. Das Spülwasser wird durch das Magnetventil 47 entweder zu den Düsen oder zu den Spülrohren geleitet.
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Zum Spülen wird das bereits gereinigte Wasser unterhalb des Filterbandes von der Spülpumpe 48 angesaugt und bevorzugt mit einem Druck von 5 bar zu den Düsen gepumpt.
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Der Austausch des Filterbandes geschieht mit den folgenden Schritten:
Zunächst wird die Anlage ausgeschaltet und gegen unbeabsichtigtes Wiedereinschalten mit einem Vorhängeschloss gesichert. Anschließend wird die Oberwanne abgenommen. Schließlich wird die Schutzabdeckung 12 der Filterkammer 9 gelöst und abgenommen.
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Sodann wird das Filterband entspannt. Hierzu wird die untere Schraube des Verstelllagers rausgedreht und die Spannrolle 44 nach unten geschoben. Die Position der oberen Schrauben kann unverändert bleiben.
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Am Filterband selbst wird dann ein Klavierbandscharnier gelöst. Ein neues Filterband wird mit dem alten Filterband mittels des Klavierbandscharniers verbunden. Das alte Filterband wird sodann herausgezogen, womit gleichzeitig das neue Filterband eingefädelt wird.
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Sodann kann das Klavierbandscharnier des Filterbandes gelöst werden, und die Enden des neuen Filterbandes können mittels des Klavierbandscharniers verbunden werden.
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Das Filterband wird anschließend mit der Spannrolle 44 gespannt. Die Schutzabdeckung wird sodann aufgesetzt, die Oberwanne aufgesetzt, und der Bandlauf eingestellt.
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Die Justierung des Bandlaufes sollte ohnehin regelmäßig geschehen. Der Bandlauf soll in regelmäßigen Zeitabständen kontrolliert und bei Bedarf nachjustiert werden.
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Falls die Antriebswelle durchrutscht und das Filterband nicht transportiert wird, muss die Bandspannung mittels der Spannrolle 44 erhöht werden.
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Zunächst müssen hierzu die oberen Schrauben am Verstelllager herausgedreht werden, die unteren Schrauben hingegen hineingedreht werden. Wenn die Bandspannung ausreichend ist, werden die oberen Schrauben wieder hineingedreht. Sollte die Antriebswelle weiterhin durchrutschen, so ist das Filterband noch um einen Millimeter zu spannen.
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Wenn das Filterband aus der Mitte läuft und an einer der beiden Führungsleisten 50, 51 anliegt, so muss asymmetrisch gespannt werden.
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Das mechanisch vorgereinigte Wasser fällt die Wasserrutsche 15 in Folge der Umlenkung entlang und trifft mit relativ hoher Geschwindigkeit tangential in die Biowanne 2 ein. Hierdurch entsteht innerhalb der Biowanne 2 eine ringförmige Strömung. Diese drückt den Wasserpegel zur Wannenwand 18 hin nach oben. Im gleichen Maße sinkt der Wasserspiegel in der Mitte der Biowanne 2. Dies induziert eine Sekundärströmung, welche sich an der Wannenwand 18 nach unten und am Boden der Biowanne 2 zur Mitte hin bewegt. Dort steigt die Sekundärströmung wieder an die Wasseroberfläche auf und an der Wasseroberfläche radial nach außen.
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Die in der Mitte am Boden der Biowanne 2 radial nach innen und dann vertikal nach oben steigende Sekundärströmung hält dort angeordnete biologische Reaktionskörper in permanenter Bewegung und in der Schwebe, sodass die biologische Reinigung hoch effizient durchgeführt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Teichfilteranlage
- 2
- Biowanne
- 3
- technische Einbauten
- 4
- Zulaufebene
- 5
- Zulaufrohr
- 6
- Vorkammer
- 7
- Zulauföffnung
- 8
- Trennwand
- 9
- Filterkammer
- 10
- Schlitz
- 11
- Bandfilter
- 12
- Schutzabdeckung
- 13
- Rand der Biowanne
- 14
- Auslassschlitz
- 15
- Wasserrutsche
- 16
- steiler Bereich
- 17
- Begrenzungswand
- 18
- Wannenwand
- 19
- flacher Bereich
- 20
- horizontaler Bereich
- 21
- Einströmkante
- 22
- oberer Bereich
- 23
- Schmutzablauf
- 24
- Tragegestell
- 25
- unterer Bereich
- 26
- Rücklaufstutzen
- 27
- biologischer Reinigungsbereich
- 28
- Bogen
- 29
- Schließeinheit
- 30
- Schließkegel
- 31
- Schwimmer
- 32
- Verbindungsstange
- 33
- Boden
- 34
- Durchgang
- 35
- Führungsrohr
- 36
- Öffnungsstellung
- 37
- Schließstellung
- 38
- mechanisch vorgeklärter Bereich
- 39
- Justierrolle
- 40
- Führung
- 41
- Niveauschalter
- 42
- Unterkante
- 43
- Düsenrohr
- 44
- Spannrolle
- 45
- Verstelllager
- 46
- Antriebsmotor
- 47
- Magnetventil
- 48
- Spülpumpe
- 49
- Vorfilter
- 50
- Führungsschiene
- 51
- Führungsschiene
- 52
- Wandplatte
- 53
- Lippendichtung
