DE3001340A1

DE3001340A1 - Vorrichtung zur regelung der abwasser-abflussmenge

Info

Publication number: DE3001340A1
Application number: DE19803001340
Authority: DE
Inventors: Rodolfo Filippi
Original assignee: Individual
Current assignee: Rentham Ltd London Gb
Priority date: 1979-03-15
Filing date: 1980-01-16
Publication date: 1980-09-25
Also published as: AT378360B; FR2451421B1; IT8019243A0; FR2451421A1; ATA140380A; IT1129531B; CH628698A5

Description

J NACHQERSICHTJ

Vorrichtung zur Regelung der Abwasser-Abflußmenge

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Abflußmenge von mit klarem Regenwasser vermischtem Abwasser, das bei Pochwasser oder im Anschluß an ein Gewitter an eine Kläranlage geleitet v/ird, umfassend ein Sammelbecken mit einer ersten 'Aufnahmeöffnung für das Mischwasser, einer zweiten Überlauföffnung für einen hohen Anteil an Abwasser und eine dritte Überlauföffnung für einen hohen Anteil an Klarwasser, wobei das genannte Sammelbecken eine regelbare Vorrichtung enthält zur Führung eines vorbestimmten Anteils gemischten Wassers mit einem hohen Anteil an Abwasser zur genannten zweiten öffnung, sowie zum Überlauf der Übermenge gemischten V/assers mit einem hohen Anteil klaren Wassers in das Sammelbecken und in die erwähnte dritte Öffnung.

Die bislang häufig verwendeten Vorrichtungen, genannt "Kochwasser-Sammelwehre", stellen sich in Form von Stauwerken mit Überlaufkamm dar, die ihren hauptsächlichen Nachteil darin besitzen, daß sie es nicht erlauben, den zur Kläranlage nach plötzlichem Hochwasser und insbesondere nach einem Gewitter zu leitenden Vasserstrom innerhalb annehmbarer Grenzen zu halten. Beispielsweise kann man feststellen, daß die Menge an Abwässern, die mit Regenwasser im Anschluß an ein Gewitter vermengt ist, den bei trockenem Wetter gemessenen Durchsatz um dar hundertfache übersteigt. Nun aber sind die Kläranlagen im Allgemeinen zur Aufbereitung von höchstens der doppelten Menge als des Durchsatzes bei Trockenzeit ausgelegt. Mit dem Ziel, diese Übermenge an stark durch Regenwasser verdünnte Abwasser zu eliminieren, ordnet man an entsprechenden Stellen sogenannte "Fochwasser- oder Gewitter-Sammelwehre" an, die in Form von Stauwerken mit Überlaufkamm, von überhöhten Stauwerken mit Überlaufkamm mit nachfolgendem ^ufnahmeabschnitt, oder von Sammelwehren mit vor- oder rückliegenden Aufnahmeabschnitten ausgebildet sind. Die Abwasser-Richt-Pläne basieren derzeit auf einer spezifischen Abwasser-Abflußmenge von 0,01 l/s pro Einwohner.

030039/0610

'■:■ -BADORIGiNAL

Die Hochwasserstauwerke sind in der Lage, in einer gewissen Weise die Wassermehrmenge zurückzuhalten und zumindest vorübergehend das Absetzen des -Vassergemischs zu begünstigen, wobei die dichteren Abwasser die Tendenz aufweisen, zum Grund zu gelangen, wohingegen das klarere, vom Regenwasser gelöste V/asser Tendenz hat, sich eher in den oberen Schichten zu halten. Die Regelung des .Durchsatzes an zur Kläranlage geführtem Abwasser ist indessen schwerlich kontrollierbar.

Die Vorrichtungen mit dynamischer Regelung der eingangs erwähnten Art erlauben keine präzise Regelung des Durchsatzes, da die Höhe dieses Durchsatzes bei Hochwasser oder im Anschluß an ein Gewitter sehr weit über dem doppelten Wert des Durchsatzes bei trockener Witterung liegt. Außerdem erlauben die Turbulenzen des vordringenden Wasserstroms kein wirksames Absetzen des Mischwassers derart, daß zur Kläranlage nur stark Abwasser-haltiges Wasser geführt werden kann.

Ziel dieser Erfindung ist es, diesen verschiedenen Nachteilen entgegenzuwirken durch Darstellung einer wie oben beschriebenen Regelungsvorrichtung, die es erlaubt, einerseits die stark mit Abwässern angereicherten Gewässer von denjenigen zu trennen, die stark mit Klarwasser angereichert sind, und andererseits die AbfluSmenge an //asser mit starkem Gehalt an Abwasser auf einen Wert zu limitieren, der im Hinblick auf eine Aufarbeitung in einer Kläranlage akzeptierbar ist.

In diesem Sinn ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die genannte einstellbare Vorrichtung aus einem Rohr besteht, welches zwei konische Teile umfaßt, die beidseitig miteinander verbunden sind, derart, daß ihre Achsen in einer ziemlich horizontalen Ebene einen stumpfen Winkel bilden, wobei das erste konische Element mit einem freien Ende mit der erstgenannten Öffnung verbunden ist und Schwallbleche zum Brechen der Turbulenzen des eintretenden Flüssigkeitsstroms aufweist, und wobei das zweitgenannte konische Element mit seinem freien Ende mit der zweiten Öffnung verbunden ist und eine seitliche Klappe mit regelbarer öffnung besitzt zum Überlauf der Mehrmenge an Mischwasser in das genannte Sammelbecken.

030039/0610

Die mit gro3er Genauigkeit einstellbare Regelungsvorrichtung erlaubt es, wirksam die Trennung der zur Kläranlage geführten Abwasser von den zum größten Teil aus Regenwasser bestehenden klaren Gewässern zu trennen. Diese Trennung ist aufgrund der Tatsache sehr wichtig, als die Reinigung mittels Fermentierung und biologischer Reduktion umso schwieriger wird, als die Abwässer verdünnt sind. Daiiit die Kläranlage selbst zu Zeiten zusätzlicher Belastung aufgrund zum Beispiel von Gewittern wirksam bleibt, ist es von höchster Bedeutung einerseits, daß die ihr zugeführte Vassermenge nicht ihre Aufbereitungskapazität übersteigt, und andererseits, da 3 das Abwasser möglichst wenig verdünnt ist. Polglich muß ein "Hoch- bzw. Gewitterregenwasser-Sammelsysten" zwei wesentlich^ Merkmale in sich vereinigen: es muß in der Lage sein, mit Genauigkeit die Menge an der Kläranlage zugeführtem Vasser zu regeln, und es mu3 in der Lage sein;das dichtere Abwasser wirksam vom klaren //asser zu trennen.

Diese Erfindung, deren Ziel -es ist, dieses Ergebnis zu erreichen, versteht sich besser unter Bezugnahme auf di« Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und auf beiliegende Zeichnung, in der bedeuten:

Fig.1 eine Draufsicht zur Darstellung der Regelungsvorrichtung mit der im Sammelbecken angeordneten genannten Vorrichtung, und

Pig.2 eine Aufrißschnittansicht der erfindungsgemäßen Regelungsvorrichtung.

Unter Bezugnahme auf die zeichnerischen Darstellungen besteht das Sammelbecken 1 vorzugsweise aus einem grundsätzlich zylindrischen Behältnis, das einteilig zum Beispiel aus Asbestzement, aus Polyester oder aus jedem anderen Material hergestellt wird, welches ausreichende Kenndaten hinsichtlich der Dichtheit und der mechanischen Festigkeit aufweist -· An seinem oberen Teil besitzt das Eecken 1 eine Öffnung 2, die den Durchgang eines Menschen zur Regelungsvorrichtung erlaubt, welche nach-

030039/0610

BAD ORIGINAL

stehend näher beschrieben ist. Die flache und kreisförmige Endseite 3 des Beckens 1 umfaßt eine öffnung, sogenannte Erstöffnung 5, die das Mischwasaer aufnimmt. Die gegenüberliegende Seite 4 weist zwei Öffnungen 6 und 7 auf, die jeweils Zweit- und Drittöffnung genannt werden und die alp Überlauf für das V/asser mit hörern Gehalt an Brauchwasser bzw. an Klarwasser dienen. Die Drittöffnung besitzt eine Verlängerung außerhalb des Beckens mittels eines eingesetzten konischen Teils 8, deren Ziel es ist, das vom Becken abgegebene Klarwasser zu sammeln, um es in eine (nicht dargestellte) Leitung zu führen, deren Anfang an ihrer Mündung 9 liegt.

Die genannte Erstöffnung erlaubt die Anordnung einer zylindrischen Muffe 11, deren Au^endurchraeeser dem Durcnmesser der genannten öffnung, und deren Innendurchmesser dem Eintritt zur regelbaren Vorrichtung 10 entspricht. Diese Muffe wird außer-· halb des Beckens über eine Randleiste 12 verlängert, die einen ringförmigen Eund 13 aufweist, der sich auf einer ebenen, zum Beispiel rechteckigen Platte 14 abstützt. Die Platte 14 kann in der lohe verstellbar sein, zum Beispiel mittels Verschiebung in seitlichen Gleitschienen, die vertikal auf der Seite 3 befestigt sind, oder mittels ^usammenwirkung der in entsprechenden Bohrungen der Gelte 3 angebrachten Befestigungsschrauben mit (nicht dargestellten) vertikalen Schlitzen, die in der Platte 14 angeordnet sind. Diese Vorrichtung erlaubt eine höheneinstellung der genannten Erstoffnung. ^Le Muffe ist mit dem Eintritt zur regelbaren Vorrichtung 10 zum Beispiel mittels eines ringförmigen Spannflansche? 16 verbunden.

Die genannte Zweitöffnung, die an der gegenüberliegenden Seite der Regelungsvorrichtung 10 angeordnet ist, wird vorzugsweise ebenfalls durch eine Muffe 17 durchdrungen, welche auf einer (nicht dargestellten) höhenverstellbaren Vorrichtung montiert ist, die nach denselben· Prinzipien konstruiert ist, wie diejenige, die auf der anderen Flachseite 3 befestigt ist. Diese Muffe erlaubt die Verbindung der regelbaren Vorrichtung 10 mit einem bei 18 eingeführten Rohr, das das Abwasser zur Kläranlage führt.

030039/0610

BAD ORfGlMAI

Die eigentliche regelbare Vorrichtung 10 besteht aus einem ersten konischen Element 21, das sich aus einem außen zylindrischen Rohrabschnitt darstellt, dessen Innenwände eine konische Form aufweisen. Dieses Element 21 besitzt eine seitliche Öffnung 22, die sich über seine ganze Länge erstreckt und die annähernd die seitliche Oberfläche dep. zylindrischen Rohrs entsprechend des" ersten Quadranten im trigonometrischen Sinne darstellt. Dieses erste konische Element verlängert sich durch ein zweites konisches Element 31> das in etwa in derselben horizontalen Ebene oder leicht geneigt zur horizontalen angeordnet ist. Die Längsachsen der beiden konischen Elemente bilden einen stumpfen Winkel, das heißt, daß der Mirchflußgang des Brauchwassers einen Bogen zwischen dem ersten und dem zweiten der konischen Elemente bildet.

Das erste konische Element besitzt ein erstes Auge 23, welches durch eine auf der Seite des Rohrabschnitts aufgebrachte Ausbauchung dargestellt wird, oder das direkt durch Ausbeulung dieser Längsseite erzielt wird, wobei sich dieses Auge oberhalb der seitlichen Öffnung 12 befindet und sich ungefähr bis zum unteren Teil des ftohrs erstreckt, das Heißt über einen Teil der seitlichen Oberfläche entsprechend dem zweiten Quadranten im trigonometrischen Sinn. Ziel dieses ersten Auges ist es, die Turbulenz des eintretenden '-/as ε erst rom s su brechen und die untere /asserschicht, das heißt diejenige, die einen stärkeren Anteil an dichterem Abv/asser aufweist, abzulenken.

Strömungsmäßig im Verhältnis zum ersten Auge versetzt befindet sich ein zweites Auge 24, das den vom ersten Auge 23 abgelenkten Strom unterbricht, um i>.m eine zweite Ablenkung in entgegengesetzter Richtung zur genannten ersten Ablenkung zu verleihen. Dieses zweite Auge stellt sicn ebenfalls durch eine Ausbeulung dar, die auf der gegenüberliegenden Seitenfläche angeordnet ist, das heißt entsprechend dem dritten Quadranten im trigonometrischen öinn. Diese beiden Augen 23 und 24 arbeiten derart miteinander, daß sie der unteren schicht des Stroms _t das heißt derjeniger, deren J'öhe ungefähr den halben Querschnitt des Abschnitts 21 entspricht, eine 3-Form verleihen, um den Strom su beruhigen und die Turbulenzen zu unterdrücken.

030039/0610

ORfGfNAL

Die hintere Seite des zweiten Auges 24 wird durc¹: ein Ablenkelement 25 verlängert, das mit der Achse des genannten ersten konischen Elementes einen spitzen Kinkel bildet. Di esps Ablenkelement verschlieft zumindest teilweise das Innere des ersten konischen Elements quer über den Bereich des Anschlusses cn das zweite konische Element und entst>ree"iend dem vierten Quadranten im trigonometrischen Sinne.

Das zweite konische Element besitzt eine erste obere öffnung 32, die die seitliche Öffnung 22 des ernten konischen Elements in axialer Richtung verlängert. Eine zweite Öffnung 33, die in der seitlichen Verlängerung der öffnung 32 angeordnet ist und mindestens teilweise der Seitenfläche des zweiten Quadranten im trigonometrischen Sinne entspricht, wird regelbar durch eine Klappe 34 verschlorsen, die die Form eines Kegelstumnfsegments aufweist, welche zum Beispiel in seitlichen Gleitschienen 35 und 36 verschiebbar ist, oder die mittels jeglichen anderen an sich bekannten Mittels an der Seitenwand des genannten zweiten Abschnittes angebracht sein kann. Das vordere Ende des zweiten konischen Elements ist vorzugsweise mittels Schweißung mit dem ersten konischen Element verbunden. Das hintere Ende ist in einen Kegel 37 eingeführt, der zum Beispiel aus versträktem Polyester hergestellt ist und der als Übergang zwischen der Muffe 17 und dem genannten zweiten konischen Element dient. Der Kegel 37 ist vorzugsweise längs einer seiner Mantellinien offen und wird mittels einer an sich bekannten Haltevorrichtung 38 gehalten. Der Kegel 37 ist andererseits durch einen Ringflansch 39 oder jedes andere geeignete Mittel mit dem zweiten konischen Element 31 verbunden.

Beim Aufbau der Vorrichtung wählt man eine geeignete Neigung für die regelbare Vorrichtung 10 im Inneren des Beckens 1. Diese Neigung kann zwischen 5 und 15 %o betragen. Auch wird die Öffnung der Schließklappe 34 so geregelt, daß die die Vorrichtung 10 von der ersten öffnung 5 zur zweiten Öffnung 6 durchdringende Wasserraenge sich derart darstellt, da 3 die zur Kläranlage geschickte tfassermenge immer kleiner ist als die doppelte Menge am Eintritt, ungeachtet der ankommenden Wasserin enge. Beispielsweise schickt die Ausführungsart, deren zweites

030039/0610

RAD /"ΙΟΙΛΙΜΛΙ

konisches Element einen Bintrittsdurchmesper von 50 cm und einen Austrittsdurc-messer von 25 cm aufweist ,eine Menge von Abwässern in lohe von 27 bis 54 l/s zur Kläranlage bei einer an der Öffnung 5 ankommenden Miso·wassermenge von 27 bis 400 l/s. Je nac^v Bedarf können größere oder kleinere Ausführungsarten ausgelegt werden, um dem jeweiligen örtlichen Bedarf gerecht zu werden.

Aus oben genanntem Beispiel, wie übrigens auch aus sämtlichen Ergebnissen der durchgeführten Messungen ergibt sich, daß bei entsprechenden Einstellungen der Klaope 34 und einer geeigneten Neigung der Vorrichtung 10 die maximale Menge des an die Kläranlage abgegebenen Wassers immer unterhalb der doppelten Minimalmenge bleibt. Dies bedeutet, daß die K-läranlage nur die Menge an Vasser erhält, die sie effektiv aufbereiten kann, ungeachtet der am Eintritt der beschriebenen Vorrichtung anstehenden //assermenge, wodurch die Vorrichtung ein wirkliches Sicherheitsventil für die Kläranlagen darstellt. —

030039/0610

BACMDRIGINAL ■

•/ΙΌ-

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Regelung der Durchflußmenge an mit klarem Regenwasser vermischtem Abwasser, das während eines Hochwassers und/oder nach einem Gewitter zu einer Kläranlage geleitet wird, bestehend aus einem Sammelbecken, das mit einer ersten öffnung zur Aufnahme des genannten Mischwassers, einer zweiten Öffnung zur Abgabe von Wasser mit einem starken Anteil an Abwasser und einer dritten Öffnung zur Abgabe von Wasser mit einem starken Anteil an klarem V/asser versehen ist, wobei das genannte Sammelbecken eine regelbare Vorrichtung besitzt zur Überleitung einer vorbestimmten Menge an Mischwasser mit starkem Gehalt an Abwasser zur zweiten Öffnung, sowie zur Abgabe von Mischwasser mit einem starken Gehalt an klarem Wasser im Sammelbecken an die genannte dritte öffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte regelbare "Vorrichtung ein Rohr aufweist, welches aus zwei konischen Elementen besteht, die an den Endseiten aneinander angeschlossen sind derart, daß ihre Achsen einen stumpfen Winkel in ziemlich horizontaler Ebene bilden, wobei das erste konische Element ein freies Ende besitzt, das mit der genannten ersten öffnung verbunden ist und Schwallbleche zum Brechen der Turbulenzen des ankommenden Stroms aufweist, und wobei das zweite konische Element mit seinem freien Ende an der genannten zweiten öffnung angeschlossen ist und eine seitliche Klappe mit regelbarer Öffnungsweite besitzt zum Überlauf der Mehrmenge an Mischwasser in das genannte Sammelbecken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden konischen Elemente jeweils eine in ihre Außenoberfläche eingeschnittene Längsöffnung besitzen, die zumindest ungefähr dem ersten Quadranten im trigonometrischen Sinne entspricht,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsöffnung des zweiten konischen Elements nach unten durch eine zweite Längsöffnung verlängert wird, die in den zweiten Quadranten in trigonometrischem Sinne eingreift, und daß die genannte seitliche Klappe derart ange-

030039/0610

ordnet ist, daß die genannte zweite Öffnung zumindest teilweise regelbar verschlossen werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste konische Element ein erstes Auge aufweist, welches auf der dem zweiten Quadranten in trigonometrischem Sinne entsprechenden Seitenwand angeordnet ist, sowie ein zweites Auge, welches im Verhältnis zum genannten ersten Auge axial versetzt und auf der ungefähr dem dritten Quadranten im trigonometrischen Sinne entsprechenden Seitenwand angeordnet ist, sowie ein in Stromrichtung hinter dem genannten zweiten Auge angeordnetes Ablenkelement, das mit der Achse des ersten konischen Elements einen spitzen Winkel bildet, um zumindest teilweise einen Teil der genannten regelbaren Vorrichtung über einen Bereich zu verschließen, der ungefähr dem vierten Quadranten im trigonometrischen Sinne entspricht; die genannten Augen sind zum Brechen der Turbulenzen des eintretenden Stroms angeordnet und um letzterem eine ziemlich horizontal verlaufende S-Form zu verleihen, und das genannte Ablenkelement ist vorgesehen, um die Mehrmenge an Mischwasser durch die Öffnungen des genannten zweiten konischen Elements zu leiten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite öffnung in der Höhe derart verstellbar sind, daß die genannte regelbare Vorrichtung axial im Verhältnis zur horizontalen Ebene geneigt werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Becken eine an seinem unteren Teil angebrachte Ablaufrinne aufweist, von der ein Ende mit der genannten dritten Öffnung in Verbindung steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Becken eine ziemlich zylindrische Form aufweist, die an ihrem oberen Teil eine ausreichend große Öffnung zum Passierenlassen eines Menschen besitzt, und an seinen flachen Endseiten Verstellmittel hat zur höhenverstellung der genannten ersten und zweiten Öffnung.

030039/0 6 1 Ö

BAD !