DE2254804A1

DE2254804A1 - Reinigungsvorrichtung fuer verschmutztes wasser

Info

Publication number: DE2254804A1
Application number: DE2254804A
Authority: DE
Inventors: Carl Sigvard Nordgaard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-11-25
Filing date: 1972-11-09
Publication date: 1973-05-30
Also published as: AR196890A1; DD106617A5; IT971069B; US3875058A; NL7215912A; ZA727543B; FR2161009A1; NO129041B; AT318502B; CA993576A; CH548955A; RO62031A; AU4818172A; BE791880A; IL40650A0; SE349554B; BG19583A3; JPS4860447A

Description

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Or. V, βyπ5E D = ;-."--¹.,... r.. SUSSE
45 Osnabrück · Mössrsfrciße 20-24

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Carl S.igvard Nordgärd Becksjudärvägen ^l
Nacka, Schweden

Reinigungsvorrichtung für verschmutztes Wasser

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für verschmutztes Wasser mit einem zylindrischen Behälter, an dessen Enden eine erste bzw. eine zweite Stirnwand angeschlossen sind, wobei in der ersten Stirnwand ein Einlass und in der zweiten Stirnwand ein Auslass vorgesehen sind und sich im Innern des Behälters wenigstens ein schraubenförmiges, mit dem Behälter fest verbundenes Scheibenelement befindet, dessen Oberflächen eine Schicht biologisch aktiver Mikroorganismen tragen, wobei Antriebsglieder vorgesehen sind, die den Behälter in Umlauf um seine Zylinderachse versetzen.

Reinigungsvorrichtungen dieser Bauart, die in der deutschen Offenlegungsschrift 2 017 799 beschrieben ist, sind

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besonders leistungsfähig, haben aber den Nachteil, dass nur verhältnismässig kleine Vorrichtungen gebaut werden können, wenn die Lagerkonstruktionen, die den ganzen Behälter tragen müssen, nicht allzu verwickelt und teuer werden sollen. Diese Lagerkonstruktionen müssen für eine Höchstbelastung, d.h. für die denkbar stärkste Schicht von Mikroorganismen und eine Höchstmenge eingeschlossenen Wassers berechnet werden.

Ein weiterer Machteil bei frei gelagerten Reinigungsvorrichtungen der bekannten Bauart besteht darin, dass ihre Leistungsfähigkeit, d.h. die Menge des durch die Vorrichtung in der Zeiteinheit strömenden V/assers mit der Zunahme der Stärke der Mikrobenschicht abnimmt.

Demgemäss ist ein Hauptzweck der Erfindung die Schaffung einer Reinigungsvorrichtung mit äusserst niedriger Lagerbelastung, die den Bau sehr grosser Vorrichtungen gestattet. Noch ein Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, deren Leistungsfähigkeit sich mit zunehmender Stärke der Mikrobenschicht nur innerhalb kleiner Grenzen ändert.

Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung besteht nun darin, dass der Behälter in dem verschmutzten Wasser untergebracht und dass er neben dem Auslass in einer

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Lagervorrichtung gelagert ist, die den Auslass oberhalb des Spiegels des Wassers hält und es dem Behälter ermöglicht, in einer lotrechten Ebene um eine waagerechte Achse in der Lagervorrichtung zu schwingen, und dass der Behälter mit wenigstens einem derart angeordneten Schwimmelement versehen ist, dass der Einlass ungeachtet Veränderungen des Gewichts des Behälters mit seinem unteren Teil unterhalb des Wasserspiegels liegt.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend durch mehrere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt; nach der Linie II-II in der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie- III-III in der Fig. 1; -

Fig. 4 ' eine zweite, abgewandelte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Einzelheit einer Lagervorrichtung;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in der Fig. 5. .

Die Fig. 1 zeigt eine Reinigungsvorrichtung 1 teilweise in verschmutztes Wass.er, bei spielswei se Abwasser in

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einem Becken 2, abgesenkt. Der Spiegel des V/assers ist mit 3 bezeichnet. Das Wasser wird dem Becken 2 durch

eine Leitung 4 zugeführt, und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Wasserstand mittels hier nicht gezeigter Regelglieder gleichbleibend gehalten.

Die Reinigungsvorrichtung 1 enthält einen dichten äusseren, zylindrischen Mantel 5 mit Stirnwänden 6 und 7. Bei der" dargestellten Ausführungsform ist in der Stirnwand 6 ein zentraler, rohrförmiger Einlass 8 für verschmutztes Wasser vorgesehen. In der entgegengesetzten Stirnwand 7 ist ein zentraler, rohrförmiger Auslass 9 vorhanden.

An die Innenwand der Behälters oder Mantels 5 ist ein schraubenförmiges Element 10 angeschlossen. Durch das ganze Schraubenelement 10 streckt sich ein Kanal 11 für Zufuhr von Luft zwecks Speisung des Abwassers mit Sauerstoff und Aktivierung der Mikroben auf den Oberflächen des Scheibenelements. Dieser Kanal kann auch durch eine zentrale Hohlwelle ersetzt werden, die das Schraubenelement 10 trägt und mit Löchern zum Einblasen von Luft versehen ist.

Das Rohr 9 ist umlaufbar in einem Lager 12 gelagert. Letzteres ist in die eine Seitenwand 13 des Beckens 2 eingesetzt und so ausgestaltet, dass das Rohr 9 wenigstens

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in dem Lager 12 um eine waagerechte Achse 14 senkrecht zur Ebene der Zeichnungsfigur schwenkbar ist. Ferner ist das Rohr 9 mit einer Riemenscheibe 15 für einen Riemen 16 versehen, der über eine auf der Welle eines Motors 18 sitzende Riemenscheibe 17 läuft. Wenn der Motor 18 in Gang ist, wird daher die ganze Reinigungsvorrichtung 1 vom Motor um ihre Mittachse herum angetrieben und durch den Einlass 8 eingespeistes Abwasser'durch den schraubenförmigen, kontinuerlichen Reinigungs_kanal, der durch die ~ Gänge der Schraube gebildet ist, gepumpt oder zu strömen gebracht. · '

Die Reinigungsvorrichtung 1 ist ferner mit einem äusseren Schwimmkörper 2 0 versehen. Dieser bildet einen Zylinder und ist aussen auf dem Mantel 10 angebracht und so bemessen, dass er ermöglicht, dass die ganze Vorrichtung 1 so weit um die waagerechte Lagerachse 14 herum schwingt, dass ein unterer Teil 21 des Auslasses 8 auch dann unter dem Wasserspiegel 3 liegt, wenn die Vorrichtung ihr geringstes Gewicht hat, d.h. wenn die Mikrobenschicht ganz fehlt oder im Aufbau auf den Oberflächen des Schraubenelements 10 begriffen ist.

Entsprechend der Zunahme des Gewichts der Mikrobschichten während des Betriebs zu einer bestimmten Höchststärke nimmt

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das Gewicht der Vorrichtung 1 zu, und damit wird die Vorrichtung 1 mit ihrem Einlassende abwärts geschwenkt und die Einlassfläche vergrössert. In der Fig. 2 ist die obere Kante 22 der Einlauffläche gezeigt, d.h. die Kante, die in der am meisten abwärts geschwenkten Lage der Vorrichtung 1 mit dem Wasserspiegel 3 zusammenfällt. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird die tiefste Lage durch ein Stoppglied 23, gegen das der Behälter sich anlegt, bestimmt. Das Stoppglied ist mit einer oder mehreren freilaufenden Rollen, beispielsweise der Rolle 24, versehen, um die Reibung zwischen dem Behälter 1 und der Stoppglied zu verringern.

Da eine Erhöhung des Wasserspiegels 1 im Einlassteil des Behälters durch das zunehmende Gewicht der Vorrichtung 1 hervorgerufen wird, vergrössert sich auch der Wasserdruck am Einlass, und demzufolge wird nehr Abwasser zugeführt, wenn die Schraube 10 der Vorrichtung dicke Schichten von Mikroben auf ihren Oberflächen trägt. Die kleiner werdende Durchströmfläche zwischen den Schraubengängen wird daher ganz oder wenigstens teilweise durch einen steigenden Druck und demgemäss höhere Durchströmgeschwindigkeit ausgeglichen. Eine gesteigerte Durchströmgeschwindigkeit bedeutet keine Verringerung der Reinigungswirkung, weil die Schmutzteilchen in dem verschmutzten Wasser erhöhte kinetische Energie erhalten und damit leichter in die Mikrobenschichten eindringen.

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Um die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung noch mehr zu erhöhen, ist zweckmässig ein Pumpgiied vorgesehen, um eine Erhöhung des Wasserstandes in der Vorrichtung hervorzubringen, wenn die Vorrichtung ihre höchste Lage einnimmt. Ein derartiges Pumpgiied ist im einfachsten Fall von der ersten Windung oder den ersten Windungen 25 des Schraubenelements 10 gebildet, die zu diesem Zweck mit grösserer Steigung als die nachfolgenden Windungen ausgeführt werden und dadurch eine grössere Menge Wasser zwischen sich auf-^s nehmen als die nachfolgenden Windungen, Durch die Pumpwirkung der Schraube wird der Wasserstand im Einlassteil der Vorrichtung zu dem Spiegel 2 2 erhöht und damit wird die grösstmögliche Wassermenge zum Durchlauf durch die Vorrichtung gebracht.

Je nachdem wie das Abwasser durch den Raum zwischen den Schraubenwindungen hindurchgeschraubt oder -gepumpt wird, erfolgt eine biologische Reinigung, und das gereinigte Wasser erreicht schliesslich die Stirnwand 7. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, ist die Stirnwand 7 auf ihrer Innenseite mit einem einfachen Pumporgan in der Form eines zu einer Spirale gebogenen Streifens oder Blechstückes 2 6 versehen, das beim Umlaufen der Vorrichtung in der Richtung des in der Fig. 3 gezeigten Pfeiles das Wasser, das beispielsweise den genannten Stand 3·hat, zu dem Auslass.9 pumpt. Das Auslassrohr erstreckt sich in dem in den Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Wand 13 des BαcVens hindurch nach aussen.

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Um eine Strömung nicht nur durch den schraubenförmigen Raum zwischen den Gängen des Schraubenelements zu ermöglichen, sondern auch durch diese hindurch, können in jeder Gewindewindung Löcher 28 vorgesehen sein, wie in der Fig. 2 gezeigt ist. Um zu verhindern, dass diese Löcher 28 durch Mikroben verstopft werden, liegen diese Löcher in den einzelnen Gewindewindungen vorteilhaft in einer Linie hintereinander und eventuell ist durch die zueinander eingerichteten Löcher eine Stange 29 aus Metall hindurchgeführt. Die Stange erstreckt sich vorzugsweise über die ganze Länge des Behälters 5 und gerät während des Umlaufs des Behälters in eine Umlaufbewegung in der Löchern 28, wodurch sie diese völlig offen hält.

Das in der Fig. 3 gezeigte Pumptflied 2 6 kann als Pumpe auch am Einlass der Reinigungsvorrichtung zum Einsatz kommen.

Die gezeigte Stirnwand 6 kann auch aus einem äusseren Gewindegang der Schraube gebildet sein, die mit ihrem Umkreis 3 0 (Fig. 2) dichtend an den Mantel 5 angeschlossen ist. Hierbei wird dann der Einlass 8 von dem Gewindeeingang 31 gebildet. Eine entsprechende Stirnwand kann an der Auslasseite vorgesehen sein; dann aber muss zweckmässigerweise der Aussenteil des Gewindeausgangs 31 geschlossen v/erden, damit der Auslass mit Sicherheit oberhalb des Wasserspiegels 3 liegt.

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In der Fig. 4 ist eine Reinigungsvorrichtung derselben Art wie die zuvor beschriebene dargestellt,wobei die Reinigungsvorrichtung jedoch an einer Schwimmvorrichtung dieser gegenüber schwenkbar eingehängt ist. Die Reinigungsvorrichtung und die Schwimmvorrichtung¹ sind in der Fig. 4 in Draufsicht dargestellt und zwar auf einer zur Zeichnungsebene der Figur parallelen Wasserfläche schwimmend.

Die Schwimmvorrichtung besteht aus' zwei oben offenen, dichten Pontons oder Rinnenkästen 32 bzw. 3 3 mit je einem Endschott 3.4 bzw. 35. In der Nahe beider Enden jeder der Rinhenkästen sind engmaschige Netze 38, 39, 4¹O und 41 eingesetzt, und zwischen diesen Netzen befindet sich Sand, Aktivkohle oder ein anderer geeigneter Stoff für eine ab- " schliessende Reinigung des aus der Reinigungsvorrichtung 1 ausgepumpten Wassers. Die Rinnenkästen sind an der Auslasseite der Reinigungsvorrichtung 1 durch eine Verbindungsrinne 37 und einen Schwimmtank 42 verbunden, wobei letzterer den Auslass 9 über der Wasseroberfläche halten soll.

Gereinigtes Wasser aus dem Auslass 9 strömt in der Richtung der in der Fig. 4 gezeigten Pfeile zu den Rinnenkästen 32, 33 und durch diese zu einem Auslass 43, der mit den Rinnenkästen beispielsweise durch biegsame Schläuche 44, 45: verbunden ist, was ermöglicht, den Auslass ortsfest, beispielsweise an einer Beckenwand oder an eine feste Leitung angeschlossen anzubringen. · " -

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Der oder die Schwimmkörper der Reinigungsvorrichtung 1, die die Vorrichtung 1 im Wasser schwimmend um eine waagerechte Achse in der Lagervorrichtung schwenkbar halten sollen, sind in der Vorrichtung nicht gezeigt. Es leuchtet jedoch ein, dass ein ringförmiger Schwimmkörper 2O₁ wie in der Fig. !,vorgesehen sein kann. Eine gewisser Auftrieb lässt sich auch durch Herstellung des schraubenförmigen Scheibenelements 10 aus beispielsweise Kunststoffschaum mit geschlossenen Zellen erhalten. Ferner kann der Behältermantel 5 doppelwandig sein und einen Raum mit ausreichendem Rauminhalt umschliessen, um die Reinigungsvorrichtung in der vorgesehenen Lage schwimmend zu halten.

In den Fig. 5 und 6 ist eine zweckgeeignete Lagervorrichtung gezeigt, die für die schwingbare Aufhängung von Reinigungsvorrichtungen zur Anwendung kommen kann. Die Lagervorrichtung umfasst zv/ei Kragstücke 46 und 47. Jedes Kragstück hat einen im wesentlichen lotrechten Laufspalt 48 bzw. 49. Durch die Laufspalten erstreckt sich je eine im wesentlichen waagerechte Achse 50, die auf den Enden zweier StUtzglieder 51, 52 gelagert ist. Die Stützglieder sind auf eine Stützplatte 53 mit Löchern 54 für Bolzen befestigt. Die Stützplatte wird bei der AusfUhrungsform nach Fig. an der Beckenwand und bei der Ausführungsform nach Fig. an der Schwimmvorrichtung angebracht. Die beiden Kragstücke 46 und 47 sind mittels einer Brücke 56 zu einem Joch 46, 47, 56 verbunden. Das Joch trägt zwei freilau-

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fende Rollen 57-, die an zwei einander gegenüberliegende Wände einer auf' der Stirnwand 7 befestigten Führungsschiene 58 anliegen. Die Führungsschiene 58 ist mit dem Rohr 9 gleichachsig.

In der Fig. 5 und 6 ist die Lagervorrichtung in einer Lage mit leichter Belastung der Reinigungsvorrichtung, d.h. mit verhältnismässig dünnen Mikrobenschichten, dargestellt. Die Schwimmkörper der Reinigungsvorrichtung sind so bemessen, dass das Auslassende der Vorrichtung in einer die Lagervorrichtung nicht belastenden Lage, in der die Achse 50 frei in den Laufspalten 48, 49 liegt, gehalten wird. ,. Erst wenn das Gewicht der Reinigungsvorrichtung auf einen bestimmten Wert gestiegen und die Vorrichtung in entsprechendem Ausmass abgesunken ist, kommt die obere Kante der zugehörigen Laufspalten 48, 49 in Berührung mit der Achse 5 0und eine Belastung tritt in der Lagervorrichtung auf. Eine Lagervorrichtung dieser Art ist besonders dann geeignet , wenn die Reinigungsvorrichtung in einer Schwimmvorrichtung aufgehängt ist-, weil diese dann eine geringere Wasserverdrängung erhalten kann.

Die gezeigten und beschriebenen AusfUhrungsformen der Erfindung lassen sich in verschiedener Weise innerhalb des Rahmens der Patentansprüche abwandeln. So kann das Schraubenelement 10 als eine Schraube mit mehreren Ein-

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gangen ausgestaltet sein, wodurch eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit erhalten wird, und die auf dem Behältermantel 5 angebrachten Schwimmkörper können so ausgeformt werden, dass das Schwingen der Reinigungsvorrichtung um die waagerechte Achse der Lagervorrichtung eine gewünschte Funktion der Gewichtsveränderung der Reinigungsvorrichtung wird. Die dargestellte Lagervorrichtung kann von jeder beliebigen Bauart sein, vorausgesetzt, dass sie ein Schwingen in einer lotrechten Ebene gestattet, und beispielsweise ein Schwingen in allen Richtungen ermöglichendes Kugellager sein, in welchem Fall vorzugsweise Führungsglieder vorgesehen sind, die die Reinigungsvorrichtung an einem Schwingen in waagerechter Richtung hindern.

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Claims

Patentansprüche:

\1·/ Reinigungsvorrichtung für verschmutztes Wasser mit einem zylindrischen Beihält er, an dessen Enden eine erste bzw. eine zweite Stirnwand angeschlossen sind, wobei in der ersten Stirnwand ein Einlass und In der zweiten Stirnwand ein Auslass vorgesehen sind.und sich im Innern des Behälters wenigstens ein schraubenförmiges, mit dem Behälter fest verbundenes Scheibenelement' befindet, dass Oberflächen eine Schicht biologisch aktiver Mikroorganismen tragen, wobei Äntriebsglieder vorgesehen sind, um den Behälter im Umlauf um seine Zylinderachse zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (5) in dem verschmutzten Wasser untergebracht und dass er neben dem Auslass (9) in einer Lagervorrichtung (12, 46-53) gelagert ist, die den Auslass (9) oberhalb des Spiegels (3) des Wassers halt und dem Behälter ermöglicht, in einer lotrechten Ebene um eine waagerechte Achse (14·) in der Lagervorrichtung zu schwingen, und dass der Behälter mit wenigstens einem derart angeordneten Schwimmelement (20) versehen ist, dass der Einlass (8) ungeachtet Veränderungen des Gewichts des Behälters mit seinem unteren Teil (21) unterhalb, des Wasser spiegeis (3) liegt.
2.. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-

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kennzeichnet, dass der Einlass (8) und der Auslass (9) zentral an der ersten Stirnwand (6) bzw. der zweiten Stirnwand (7) angeordnet sind.
3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnwand (6) von der dem Einlass (8) nächstgelegenen Schraubenwindung gebildet ist, die mit ihrer Aussenkante (30) dichtend an das eine Ende des zylindrischen Behälters angeschlossen ist, und dass der Einlass von dem Schraubeneingang (31) gebildet ist (Fig.' 2).
4. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass an das Einlassende des Behälters ein Pumpglied (25; 26) angeschlossen ist, das die durch den Einlass (8) einströmende Wassermenge auf einem Stand (22) über dem Wasserspiegel (3) ausserhalb des Einlasses (8) hält.
5. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpglied aus dem Einlass nächstgelegenen Schraubenwindungen (25) besteht, die so ausgeformt sind, dass sie zwischen sich eine grössere Wassermenge aufnehmen als die nachfolgenden Schraubenwindungen.
6. Reinigungsvorrichtung nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekannzeichnet, dass zwischen dem dem Auslass (9) michst-

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gelegenen Ende des Schraubenelements und dem Auslass (9) ein Pumpglied (26) zum Auspumpen von gereinigtem Wasser durch den Auslass (9) vorgesehen ist. ·
7. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch in den Schraubenwindungen des Schraubenelements vorgesehene Durchströmlöcher (28).
8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Löcher (28) in den verschiedenen Schraubenwindungen gruppenweise zueinander in bestimmte Lagen in einer Linie gerichtet sind und sich durch jede Gruppe zueinander in Linie gerichteter Löcher eine frei bewegliche Stange (29) mit kleinerer Querschnittsflache als der der betreffenden Löcher erstreckt.
9. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtung (4.6-53) dem Auslass (9) eine begrenzte lotrechte Bewegung zu ermöglichen eingerichtet ist.
10. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtung zwischen dem Behälter (5) und einem gegenüber dem Wasserspiegel (3) ausserhalb des Einlasses (8) festen Punkt, beispielsweise einer Beckenwand (13) angebracht ist.

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11. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtung an

eine in dem verschmutzten Wasser befindliche Schwimmvorrichtung (32, 33, 42) angeschlossen ist.
12. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass die Schwimmvorrichtung zwei oben offene Pontons (32, 33) enthält, zwisehen denen der Behälter mit
Hilfe der Lagervorrichtung aufgehängt ist.
13. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pontons Rinnen bilden, in welche das aus dem Auslass (9) austretende, gereinigte Wasser mittels des am Auslass vorgesehenen Pumpgliedes (26) überführt
wird, und dass die Rinnen an einen Auslass (43) für gereinigtes Wasser angeschlossen sind.
14. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnen ganz oder teilweise mit
Reinigungsmittel, beispielsweise Sand, gefüllt sind.

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L e e r s e ΐ t e