DE3716806A1 - Gas-introduction device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Begasungseinrich tung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a gassing device device with the features of the preamble of claim 1.
Unter Wasser angeordnete Begasungseinrichtungen werden aus Kunststoffgebundenem Quarzsand oder aus Keramik her gestellt. Eine andere Ausführungsform besteht aus Gummi membranen. Beide Ausführungsformen werden überwiegend als Rohr- oder als Tellerbegaser hergestellt.Fumigation facilities arranged under water made of plastic-bound quartz sand or ceramic posed. Another embodiment is made of rubber membranes. Both embodiments are predominant manufactured as pipe or plate fumigators.
Bisher wurden Begasungseinrichtungen meist in Rechteck becken derart eingebaut, daß durch die Impulse, die die aufsteigenden Luftblasen auf das Abwasser ausüben, eine vertikale Walzenbewegung entsteht. Diese Walzenbewegung vermeidet Schlammablagerungen an der Beckensohle, hat aber den Nachteil, daß ein großer Teil der eingetrage nen Energie für diese Umwälzung aufgewendet werden muß. Außerdem beträgt die Verweilzeit der durch die Walzen strömung an die Wasseroberfläche getriebenen Gasblasen lediglich 1/5 gegenüber derjenigen von in ruhigem Wasser aufsteigenden Blasen. Infolgedessen ist auch die Gas ausnutzung entsprechend stark reduziert.So far, fumigation facilities have mostly been in rectangles basin built in such a way that by the impulses that the exert rising air bubbles on the wastewater, one vertical roller movement occurs. This roller movement avoids mud deposits on the bottom of the pelvis but the disadvantage that a large part of the registered NEN energy must be used for this revolution. In addition, the dwell time through the rollers is flow of gas bubbles driven to the water surface only 1/5 compared to that of calm water rising bubbles. As a result, the gas is too utilization greatly reduced accordingly.
Moderne Verfahren der Begasungstechnik gehen deshalb einen anderen Weg. Bei kreisförmigen Becken wird die Umwälzung von der Begasung getrennt, wobei mittels Rohr propellern eine horizontale Strömung erzeugt wird, die eine vertikale Walzenbildung unterdrückt. Bei Rechteck becken dagegen wird die Begasung über die Beckensohle gleichmäßig verteilt, so daß auch hier Walzenbildung vermieden wird. That is why modern methods of fumigation technology go another way. In the case of circular pools, the Circulation separated from the gassing, using a pipe propeller creates a horizontal flow that suppressed vertical roller formation. With rectangle in contrast, fumigation is carried out via the sole of the pelvis evenly distributed, so that here, too, roll formation is avoided.
Weitere Anforderungen an die Begasungstechnologie wer den durch die heute bereits häufig notwendige Denitri fikation des Abwassers gestellt. Bei der simultanen Denitrifikation müssen die Belebungsbecken regelmäßig ganz oder zonenweise ohne Begasung gefahren werden, da die Denitrifikation nur bei Abwesenheit bzw. einem sehr geringen Gehalt an Sauerstoff abläuft.Further requirements for fumigation technology who the Denitri, which is often necessary today wastewater treatment. At the simultaneous The aeration tanks have to denitrify regularly be driven entirely or in zones without fumigation, because denitrification only in the absence or one very low oxygen content expires.
Die Gasausnutzung und damit die Wirtschaftlichkeit von Begasungseinrichtungen ist im starkem Maße abhängig von deren Flächenbeaufschlagung. Bisher wurden jedoch die beschriebenen Begasungseinrichtungen mit einer Flächenbeaufschlagung betrieben, die nicht im optima len wirtschaftlichen Bereich liegen.The gas utilization and thus the economy of Fumigation facilities are heavily dependent of their area coverage. So far, however the fumigation facilities described with a Area coverage operated that is not in the optima len economic area.
Die aus kunststoffgebundenem Quarzsand und aus Keramik hergestellten Begasungseinrichtungen haben den Nach teil, daß sie einen intermitierenden Betrieb nicht zu lassen. Wird die Druckgaszufuhr unterbrochen, fällt der Druck auf der Innenseite der Begasungseinrichtung unter den hydrostatischen Druck und die Schlammteil chen enthaltene Flüssigkeit dringt in die feinen Poren ein, die innerhalb kürzester Zeit verstopfen. Die Er fahrung hat auch gezeigt, daß mit diesen Begasungsein richtungen eine im optimalen Bereich liegende Flächen beaufschlagung nicht betrieben werden kann, da sich auch dann die feinen Poren innerhalb relativ kurzer Zeit zusetzen. Eine gleichmäßig über den Beckenboden verteilte Flächenbegasung im eigentlichen Sinn ist da her mit diesen Begasungseinrichtungen nicht möglich.The made of plastic-bound quartz sand and ceramic Fumigation equipment manufactured have the after part that they don't have an intermittent operation to let. If the compressed gas supply is interrupted, falls the pressure on the inside of the fumigation device under the hydrostatic pressure and the mud part The liquid it contains penetrates into the fine pores one that clog in no time. The he Experience has also shown that with this fumigation areas in the optimal area can not be operated because even then the fine pores within a relatively short time Add time. One evenly across the pelvic floor distributed fumigation in the real sense is there not possible with these fumigation devices.
Auch bei kreisförmigen Begasungsbecken ist eine im optimalen Bereich liegende Flächenbeaufschlagung noch von zusätzlichem Vorteil, da insgesamt weniger Gas ein getragen werden muß, das sich darüberhinaus in eine Vielzahl kleinerer Gasblasen verteilt und somit der Umwälz-Energieaufwand, gegen den der Blasenschleier wirkt, ebenfalls reduziert wird.Even in the case of circular fumigation pools, one is in the optimal area coverage of additional advantage, since less gas in total must be worn, which is also in a Large number of smaller gas bubbles distributed and thus the Circulation energy expenditure against which the bubble curtain acts, is also reduced.
Begasungseinrichtungen mit Gummimembranen der herkömm lichen Art weisen diese Nachteile zwar nicht auf, sind jedoch bei geringen Flächenbeaufschlagungen sehr teuer. Dies liegt nicht nur an den eigentlichen Begasungsele menten, die nur etwa 40% der Kosten für die Begasungs installation im Becken umfassen, sondern an den für die Luftverteilung im Becken notwendigen Belüftungs gittern und die Befestigung der Begasungseinrichtungen an denselben. Außerdem haben diese Begasungseinrich tungen den Nachteil, daß bei der Gaszuführung starke Auftriebskräfte wirken, die nur durch eine ortsfeste Dauerbefestigung derselben am Beckenboden beherrscht werden können. In bestimmten Anwendungsfällen müssen die Begasungseinrichtungen allerdings auch so ausge legt sein, daß sie dem Wasser während des Betriebs der Anlagen entnommen werden können.Fumigation devices with rubber membranes of conventional Liche type do not have these disadvantages however, very expensive with small areas. This is not only due to the actual fumigation elements ment that only about 40% of the cost of fumigation installation in the pool, but at the for the air distribution in the pool necessary ventilation grid and the attachment of the fumigation equipment on the same. They also have fumigation equipment the disadvantage that strong gas supply Buoyant forces act only through a fixed Permanent fixation of the same mastered on the pelvic floor can be. In certain use cases the fumigation facilities, however, are also out attaches to the water during operation of the plants can be removed.
Durch die in der DE-PS 33 19 161 beschriebene Begasungs einrichtung wird das Auftriebsproblem zwar durch ei nen Flutungsraum reduziert, jedoch nicht beseitigt. Neben der mit Gas gefüllten Vorkammer entsteht auch ein Gasraum zwischen Stützrohr und Membran. Vor allem aber ergibt sich auch eine erhebliche Auftriebswirkung im Gasverteilungsgitter, da die Auftriebskraft erheb lich größer ist als dessen Eigengewicht. Außerdem muß für die Verteilerkamner und damit auch für das Stütz rohr als Werkstoff Kunststoff verwendet werden, da das relativ komplizierte Teil kostengünstig nur durch Spritz guß hergestellt werden kann. By fumigation described in DE-PS 33 19 161 the buoyancy problem is created by egg reduced flooding space, but not eliminated. In addition to the gas-filled prechamber, there is also a gas space between the support tube and the membrane. Especially but there is also a significant boost in the gas distribution grid, since the buoyancy increases is greater than its own weight. In addition, must for the distributor and thus also for the support can be used as a plastic material because the relatively complicated part inexpensive only by spraying cast can be made.
Der Unterschied des spezifischen Gewichts zwischen Kunststoff und Wasser ist jedoch gering, so daß auch hierbei der Auftriebswirkung nichts entgegengesetzt werden kann.The difference in specific weight between Plastic and water is low, however, so too nothing to counteract the buoyancy can be.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bega sungseinrichtung zu schaffen, die einerseits kosten günstig installiert werden kann, die geringe Betriebs kosten verursacht und die andererseits keine Auftriebs probleme aufkommen läßt.The object of the invention is a Bega to create a solution that costs on the one hand can be installed cheaply, the low operating costs caused and on the other hand no buoyancy problems arise.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of Claim 1 solved.
Durch die Reihenanordnung lassen sich die Begasungskörper in beliebiger Längenausdehnung am Grunde der Flüssigkeits aufnahme, wie eines Klärbeckens, auslegen, wobei Begasungs körper üblicher standardisierter Länge verwendbar sind. Die Reihenanordnung der Begasungskörper ermöglicht die Einsparung von bisher erforderlichen Gasverteilern, von denen übliche Begasungskörper von vergleichsweise kurzer Länge einzeln abzweigten. Die Lösung nach der Erfindung ist einer denkbaren Lösung herstellungstechnisch und hin sichtlich der Auswechselbarkeit bei Schadhaftwerden überle gen, bei welcher statt einer Reihenanordnung entsprechend lang ausgebildete Begasungskörper verwendet werden.The fumigation bodies can be arranged in rows in any length extension at the bottom of the liquid take up, like a clarifier, with fumigation body of usual standardized length can be used. The row arrangement of the fumigation bodies enables Saving of previously required gas distributors, from those usual fumigation bodies of comparatively short Branch off length individually. The solution according to the invention is a conceivable solution in terms of manufacturing technology and down clearly the interchangeability in the event of damage gene, in which instead of a row arrangement accordingly long trained fumigation bodies can be used.
Die Konstruktion der Begasungseinrichtung nach der Erfin dung ist auch deswegen verbilligt, weil die sonst üblichen Gasverteiler wegen der erforderlichen Korrosionsfestigkeit aus VA-Stahl zu fertigen waren und gleichwohl aber nicht schwer genug waren, um die Auftriebskräfte zu überwinden, so daß die ganze Einrichtung am Boden gehalten wurde. Es waren also zusätzliche Beschwerungs- oder Befestigungsein richtungen stets erforderlich.The construction of the fumigation device according to the Erfin dung is also cheaper because the usual ones Gas distributor because of the required corrosion resistance were to be made from VA steel and nevertheless not were heavy enough to overcome the buoyancy, so that the whole facility was kept on the ground. It were additional complaints or attachments directions always required.
Bei der Erfindung werden die Begasungskörper beispielsweise durch Beschwerungen, durch Befestigungen oder durch ihr Eigengewicht am Boden gehalten, wie dies in den Unteransprü chen näher erläutert ist.In the invention, the fumigation bodies are, for example by weighting, by fortifications or by her Dead weight kept on the ground, as in the subclaims Chen is explained in more detail.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeich nungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the schematic drawing Solutions to exemplary embodiments with further details explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Reihenanordnung von Begasungskörpern gemäß der Erfindung; Fig. 1 a series arrangement of Begasungskörpern according to the invention;
Fig. 2 und 3 Querschnitte durch zwei unterschiedliche Aus führungen von Begasungskörpern gemäß der Erfindung; Figures 2 and 3 cross-sections through two different implementations of fumigation bodies according to the invention.
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen mit einem Beschwerungs körper versehenen Begasungskörper gemäß der Erfin dung; Fig. 4 is a cross-section of the dung OF INVENTION by a body provided with a Beschwerungs gassing;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Begasungseinrichtung mit mehreren parallelen Reihenanordnungen von Begasungs körpern gemäß der Erfindung; Figure 5 is a plan view of a gassing device with a plurality of parallel rows of fumigation bodies according to the invention.
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine in einem runden Klärbecken untergebrachte Begasungseinrichtung gemäß der Erfin dung und Fig. 6 is a plan view of a fumigation device housed in a round clarifier according to the inven tion and
Fig. 7 eine im Maßstab vergrößerte Detaildarstellung der Ausführung nach Fig. 6, ebenfalls in Draufsicht. Fig. 7 is an enlarged detail view of the embodiment of FIG. 6, also in plan view.
Eine in Fig. 1 dargestellte Begasungseinrichtung gemäß der Erfindung umfaßt eine oder mehrere Reihenanordnungen von Begasungskörpern 1. Jeder Begasungskörper umfaßt ein Rohr 2 aus Kunststoff oder Metall oder einem offenporigen Werkstoff, das von einem flexiblen Schlauch aus mit Perfora tionen (nicht gezeigt) versehenen gummiartigen Werkstoff umgeben ist. Der flexible Schlauch 3 ist an jedem Ende mittels einer Rohrschelle 4 dicht und fest auf dem Umfang des Rohres gehalten.A fumigation device according to the invention shown in FIG. 1 comprises one or more row arrangements of fumigation bodies 1 . Each fumigation body comprises a tube 2 made of plastic or metal or an open-pore material, which is surrounded by a flexible hose with perforations (not shown) provided rubber-like material. The flexible hose 3 is tightly and firmly held on the circumference of the pipe at each end by means of a pipe clamp 4 .
Nahe den Enden jedes Rohres 2, jedoch axial innerhalb der Rohrschellen, ist das Rohr 2 von Öffnungen 5 durchsetzt, über welche Gas in den Zwischenraum zwischen der Außenwan dung des Rohres und der Innenwandung des Schlauches 3 aus treten kann, so daß sich der Schlauch aufbläht und über die nicht gezeigten Perforationen Gas radial nach außen abgeben kann.Near the ends of each tube 2 , but axially within the pipe clamps, the tube 2 is penetrated by openings 5 through which gas in the space between the Außenwan extension of the tube and the inner wall of the tube 3 can occur, so that the tube inflates and can release gas radially outwards via the perforations, not shown.
Axial außerhalb der zu den Enden hin offenen Rohre 2 sind diese über flexible Dichtmanschetten 6 miteinander verbun den. Diese Dichtmanschetten sind durch Schlauchschellen 7 auf den Rohrenden dicht festgeklemmt. Die Schlauchschel len können gleichzeitig als Befestigungsvorrichtungen zum Befestigen jedes Begasungskörpers 1 am Boden eines die klärende Flüssigkeit aufzunehmenden Beckens (nicht gezeigt) dienen.Axially outside the pipes 2 open towards the ends, these are connected to one another via flexible sealing sleeves 6 . These sealing sleeves are tightly clamped on the pipe ends by hose clips 7 . The hose clamps can also serve as fastening devices for fastening each fumigation body 1 to the bottom of a basin (not shown) for the clarifying liquid.
Es ist ersichtlich, daß die in Reihe angeordneten Begasungs körper durch die zentralen Hohlräume mit Gas, wie Luft, versorgt werden, wobei die Verbindung der einzelnen Bega sungskörper über die offenen Rohrenden und die Dichtman schetten 6 gewährleistet ist.It can be seen that the fumigation body arranged in series through the central cavities with gas, such as air, are supplied, the connection of the individual Bega solution body over the open pipe ends and the Dichtman cuffs 6 is guaranteed.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung eines Begasungskör pers besteht das Rohr 2 aus Kunststoff. Es weist in seinem Umfang axiale Nuten 10 auf, welche zur gleichmäßigeren und schnelleren Belüftung des Zwischenraumes zwischen der Außenwandung des Rohres 2 und der Innenwandung des elasti schen Schlauches 3 dienen. In diesem Fall sind Perforatio nen 11 im elastischen Schlauch dargestellt. Die in Fig. 1 gezeigten Bohrungen 5 sind in Fig. 2 nicht dargestellt; doch sind diese Bohrungen so angeordnet, daß sie die Rohr wandung an den Stellen der Gründe der Nuten 10 durchsetzen. Um eine gute Abdichtung zu erzielen, sind die Nuten 10 nicht bis zu den Rohrenden durchgeführt, sondern enden vor den Schlauchschellen 4 (s. Fig. 1).In the embodiment of a Begasungskör pers shown in Fig. 2, the tube 2 is made of plastic. It has in its circumference axial grooves 10 , which serve for more uniform and faster ventilation of the space between the outer wall of the tube 2 and the inner wall of the elastic hose 3's . In this case perforations 11 are shown in the elastic tube. The bores 5 shown in FIG. 1 are not shown in FIG. 2; but these holes are arranged so that they pass through the pipe wall at the locations of the reasons of the grooves 10 . In order to achieve a good seal, the grooves 10 are not made up to the pipe ends, but end in front of the hose clamps 4 (see FIG. 1).
Bei der Ausführung nach Fig. 3 besteht das Rohr aus einem offenporigen Werkstoff, wie einem Sintermetall, einem Kera mikmaterial, einem in Kunststoff gebundenen Quarzsand oder dgl. "Offenporig" soll hierbei bedeuten, daß porenartige Verbindungen zwischen der Innenwand des Rohres 2 und dessen Außenwand hergestellt sind. In diesem Fall sind die Bohrun gen 5 entbehrlich, weil das Gas aus dem zentralen Hohlraum des Begasungskörpers über die Poren zur Außenwand des Roh res in den Zwischenraum zwischen dieser Außenwand und der Innenwand des perforierten Schlauches 3 austritt. Die Aus führung nach Fig. 3 hat den bedeutenden Vorteil, daß sie im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen, bei denen ein Rohr aus offenporigem Werkstoff ohne einen das Rohr umhül lenden perforierten Schlauch eingesetzt wurde, ein intermit tierender Betrieb ermöglicht ist. Ohne Vorsehen des Schlau ches 3 verstopfen nämlich die Poren des Rohres 2 bei inter mittierendem Betrieb sehr schnell, so daß nur ein Dauerbe trieb mit solchen der zu klärenden Flüssigkeit direkt ausge setzten offenporigen Rohren möglich war.In the embodiment of Fig. 3, the pipe made of an open-pored material such as a sintered metal, a Kera mikmaterial, a bound in plastic quartz sand or the like. To "open pore" herein mean that pore-like connections between the inner wall of the tube 2 and the outer wall are manufactured. In this case, the holes 5 are unnecessary because the gas from the central cavity of the fumigation body exits through the pores to the outer wall of the tube res in the space between this outer wall and the inner wall of the perforated hose 3 . From the guide according to Fig. 3 has the significant advantage that it, an animal intermit forming operation is enabled in contrast to known designs in which a tube made from porous material without the tube umhül lumbar perforated tubing was used. Without providing the cunning ches 3 namely clog the pores of the tube 2 in intermittent operation very quickly, so that only a permanent operation with such the liquid to be clarified directly open-pore pipes was possible.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführung ist eine Reihenan ordnung mit Begasungskörpern 1 vorgesehen, die jeweils ein Kunststoffrohr 2 mit Schlauch 3 gemäß Fig. 2 aufweisen. An jedem oder einzelnen Begasungskörpern 1 ist eine Befesti gungsvorrichtung mit einem Bügel 12 und einer die nach außen gespreizten Enden dieses Bügels 12 umfassenden Klam mer 13 vorgesehen. Der Bügel 12 trägt über Zuganker 14 ein sich über die Länge jeder Reihenanordnung erstrecken des Stahlrohr 15, das eine Füllung aus einem Stoff schwerer als Wasser, wie Beton, aufweist. Das Gewicht aus dem Stahl rohr 15 mit der Betonfüllung 16 ist so groß, daß es den Auftrieb der gesamten Reihenanordnung überschreitet und somit die Begasungseinrichtung am Boden hält, ohne daß eine Verankerung mit dem Boden erforderlich ist. Zum Aus wechseln oder Reparieren kann die Anordnung mitsamt dem Stahlrohr 15 vom Beckenboden nach oben gehoben werden.In the embodiment shown in FIG. 4, a series arrangement with fumigation bodies 1 is provided, each of which has a plastic tube 2 with a hose 3 according to FIG. 2. On each or individual fumigation bodies 1 a fastening supply device with a bracket 12 and one of the outwardly spread ends of this bracket 12 comprising Klam mer 13 is provided. The bracket 12 carries over tie rods 14 extending over the length of each row arrangement of the steel tube 15 , which has a filling made of a substance heavier than water, such as concrete. The weight of the steel pipe 15 with the concrete filling 16 is so large that it exceeds the buoyancy of the entire row arrangement and thus keeps the gassing device on the ground without anchoring to the ground being required. To change or repair, the arrangement together with the steel tube 15 can be lifted up from the pool floor.
Wird eine Ausführung nach Fig. 3 eingesetzt, kann das Ge wicht des offenporigen Werkstoffes genügen, um die Reihen anordnung am Boden zu halten, ohne daß gesonderte Beschwe rungen gemäß Fig. 4 erforderlich sind.Is an embodiment according to Fig. 3 is used, the weight Ge can satisfy the open-pore material, the series arrangement to keep on the ground, without separate Beschwe Fig. Stanchions 4 are required according to.
Fig. 5 zeigt eine Begasungeinrichtung gemäß der Erfindung in Draufsicht mit mehreren Reihenanordnungen aus Begasungs körpern 1, wie sie im einzelnen in Fig. 1 dargestellt sind. Die Reihenanordnungen gehen parallel von einer gemeinsamen Gaszuführleitung 20 aus, die über ein einziges Fallrohr 22 mit Gas (wie Luft) versorgt werden. In diesem Fall ist das gezeigte Flüssigkeitsaufnahmebecken 22 rechteckig ausge bildet. Fig. 5 shows a gassing device according to the invention in plan view with several rows of fumigation bodies 1 , as shown in detail in Fig. 1. The row arrangements start in parallel from a common gas supply line 20 which is supplied with gas (such as air) via a single down pipe 22 . In this case, the liquid receiving basin 22 shown is formed rectangular.
Bei einer Ausführung mit rundem Flüssigkeitsaufnahmebecken 22 gemäß Fig. 6 bilden die einzelnen Begasungkörper 1 jeder Reihenanordnung zueinander Winkel, wie in Fig. 6 gezeigt, um eine Anpassung an die runde Form des Beckens 22′ zu ermöglichen. Die Winkel können durch eine winklige Ausbil dung der Dichtmanschetten 6′ erzielt sein. Ein Propeller 23 schafft eine horizontale Kreisströmung zur besseren Durchmischung der zu klärenden Flüssigkeit mit dem aus den Begasungskörpern aufsteigenden Gasbläschen.In an embodiment with a circular liquid receiving basin 22, as shown in FIG. 6, the individual Begasungkörper 1 form each series arrangement to each other angle, as shown in Fig. 6, 'in order to enable an adaptation to the round shape of the basin 22. The angles can be achieved by an angled training of the sealing sleeves 6 '. A propeller 23 creates a horizontal circular flow for better mixing of the liquid to be clarified with the gas bubbles rising from the fumigation bodies.
Claims (13)
daß die Verbindungsstellen der einzelnen Begasungs körper nach außen abgedichtet sind,
daß die zentralen Hohlräume (9) der einzelnen Begasungskörper in Strömungsverbindung miteinander stehen und
daß die oder jede Reihenanordnung der Begasungskör per am Boden eines Flüssigkeitsaufnahmebeckens (22, 22′) oder dgl. gehalten sind.1. fumigation device for introducing a gas into a liquid, in particular into a wastewater to be treated, with tubular fumigation bodies which are supplied with gas from a gas supply line via their central cavities and release the gas finely distributed over their outer surface, characterized in that that several tubular gassing bodies ( 1 ) are connected in series,
that the connection points of the individual fumigation bodies are sealed to the outside,
that the central cavities ( 9 ) of the individual fumigation bodies are in flow connection with one another and
that the or each row arrangement of the Begasungskör by are held at the bottom of a liquid receiving basin ( 22 , 22 ') or the like.
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