DE3742421A1 - Durchlaufbecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchlaufbecken mit einem der Kreisform angenäherten Grundriß, mit einem etwa tangen­ tial angeordneten Zulauf und einem, beim Mittelpunkt der zum Mittelpunkt leicht geneigten Beckensohle angeordneten Schlammablauf sowie einem Klärüberlauf.

Durchlaufbecken in Mischwasserkanalisationen haben zwei Aufgaben. Sie sind einerseits Speicherbecken, die bei Regen das Wasser auffangen und gedrosselt an die Kläran­ lage abgeben. Andererseits sollen sie bei länger anhalten­ dem Regen ähnlich wie ein Vorklärbecken wirken. Das über­ schüssige Abwasser durchfließt hierbei langsam das Becken und läuft an einem Klärüberlauf in den nächsten Vor­ fluter.

Damit auf dem Fließweg vom Zulauf zum Klärüberlauf eine gewisse Absetzwirkung gewährleistet ist, gibt es im Ge­ biet der BR Deutschland einschlägige Richtlinien und Vor­ schriften über die bauliche Gestaltung solcher Durchlauf­ becken. Festgelegt werden hierbei die Durchflußzeit, die Oberflächenbeschickung sowie teilweise auch die Durchfluß­ geschwindigkeit bei Vollfüllung des Beckens. So soll die Durchflußzeit 17 min. nicht unterschreiten und die Ober­ flächenbeschickung nicht über 10 m/h gehen. Bestimmungs­ größe hierbei ist der "kritische Regen". Legt man diese Werte zugrunde, so erhält man, mit dem Fachmann auf diesem Gebiet geläufigen Formeln, sowohl die notwendige Oberfläche eines solchen Beckens wie auch seine Tiefe, und damit auch dessen Volumen.

Diese kritische Zulaufmenge legt nun zwar das Volumen des Durchlaufbeckens fest, auch dessen notwendige Oberfläche und Tiefe, jedoch nicht dessen Form. Grob zu unterschei­ den sind derartige Durchlaufbecken in Rechteckbecken und Rundbecken. Von den oben erwähnten Behörden bevorzugt werden Rechteckbecken, da sich die Strömungs- und damit die Absetzverhältnisse in derartigen Becken scheinbar ein­ deutiger berechnen lassen, im Gegensatz zu den Verhält­ nissen, die im Rundbecken herrschen. Rundbecken jedoch sind wirtschaftlicher herstellbar und werden daher auch bereits in steigendem Maße eingesetzt.

Bei derartigen Rundbecken unterscheidet man quer durch­ strömte Becken wie auch Becken, die einen tangentialen Zulauf aufweisen mit einem mittigen Schlammablauf und einem am Wasserspiegel angeordneten Klärüberlauf. Bewährt haben sich für derartige Durchlaufbecken die letztgenann­ ten Rundbecken, da sich hier der Strömungsverlauf günsti­ ger gestaltet beziehungsweise Totzonen vermieden werden. Allerdings waren bisher Angaben zur zweckmäßigen Gestal­ tung derartiger Rundbecken insbesondere hinsichtlich des Zulaufs wie auch der Gestaltung des Klärüberlaufs nicht vorhanden. Damit fehlten auch die eindeutigen rechneri­ schen Grundlagen zur Ermittlung der Abscheideleistung der­ artiger Rundbecken mit tangentialem Zulauf und mittigem Schlammablauf sowie oberseitigem Klärüberlauf; sie wurden deshalb von den Zulassungsbehörden abgelehnt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Rundbecken der beschrie­ benen Art anzugeben, die zumindest gleiche Wirkungsgrade aufweisen wie entsprechende Rechteckbecken und die damit wirtschaftlicher als diese Rechteckbecken zu realisieren sind. Nach der Erfindung ist ein derartiges Rundbecken dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf nahe der Becken­ sohle angeordnet ist, sie vorzugsweise tangiert, daß er einen solchen Querschnitt aufweist, daß bei dem kriti­ schen Beckenzufluß eine Zuflußgeschwindigkeit von 0,5 m/s nicht überschritten wird, und/oder daß die spezifische Beckenzuflußleistung unter 0,5 W je Kubikmeter Becken­ inhalt liegt, daß seine Höhe 2/3 der Wassertiefe nicht übersteigt und daß der Klärüberlauf balkonartig in das Becken hineinragt.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß ein derart auf­ gebautes Rundbecken, nicht nur, wie es die gestellte Auf­ gabe vorschreibt, zumindest ebenso gut ist wie ein ent­ sprechendes Rechteckbecken, sondern daß die Wirkungsgrade in jeglicher Hinsicht diejenigen der Rechteckbecken deut­ lich übersteigen. Dies mag möglicherweise bereits durch die Kombination des tangentialen Zulaufs mit dem balkon­ artig in das Becken hineinragenden Klärüberlauf gegeben sein, insbesondere jedoch durch die besondere Gestaltung und Bemessung des Zulaufs.

Durch den nahe der Beckensohle angeordneten Zulauf wird in dem Becken eine Grundströmung geschaffen, die sich dort absetzenden Schlamm zum Mittelpunkt und damit zum Schlammablauf befördert. Tatsächlich hat sich in prakti­ schen Versuchen gezeigt, daß die Beckensohle derart be­ messener Becken sauber ist.

Der Zulaufquerschnitt muß nach der Erfindung so bemessen sein, daß eine bestimmte Zuflußgeschwindigkeit beziehungs­ weise Zuflußleistung nicht überschritten wird. Es ist festzustellen, daß dieser Zulaufquerschnitt im allgemei­ nen viel zu gering bemessen ist. Das Abwasser tritt daher mit einer unerwünscht hohen Geschwindigkeit in das Becken ein, wodurch dort Turbulenzen entstehen, die deutlich das Abscheideverhalten negativ beeinflussen. Es muß also, um diese Geschwindigkeit herabzusetzen, ein entsprechend großer Zulaufquerschnitt gewählt werden, so groß, daß die Zulaufgeschwindigkeit unter den angegebenen Wert von 0,5 m/s beziehungsweise die spezifische Zulaufleistung unter 0,5 W/m³ herabgesetzt wird. Hierbei soll die Höhe des Zulaufs allerdings 2/3 der Wassertiefe nicht übersteigen, insbesondere um ein direktes Hineinführen des Wasserstromes in den balkonartig in das Becken hinein­ ragenden Klärüberlauf zu vermeiden.

Nach der Erfindung soll die spezifische Beckenzufluß­ leistung unter 0,5 W je Kubikmeter Beckeninhalt liegen, auch wiederum um Turbulenzen zu vermeiden beziehungsweise die Abscheideleistung eines derartigen Beckens zu erhö­ hen. Diese Beckenzuflußleistung ist ein Produkt aus der Zulaufmenge und deren Geschwindigkeit und kann, durch Division, mit dem Beckenvolumen als spezifische Becken­ zuflußleistung in W/m³ angegeben werden.

Tatsächlich hat sich gezeigt, werden alle diese genannten Parameter eingehalten und wird zudem der Klärüberlauf so angeordnet, daß er balkonartig in das Becken hineinragt, derartige Rundbecken eine bessere Abscheideleistung bezie­ hungsweise einen besseren hydraulischen Wirkungsgrad als Rechteckbecken erbringen.

Diese Abscheideleistung beziehungsweise dieser Wirkungs­ grad können noch dadurch maximiert werden, daß der Klär­ überlauf etwa oberhalb des Zulaufs angebracht ist. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß das Abwasser zumin­ dest einmal das gesamte Becken durchläuft, bevor es zum Klärüberlauf gelangt, damit also der Fließweg maximiert wird.

Um diese gute Abscheideleistung beizubehalten wird weiter­ hin vorgeschlagen, daß der Klärüberlauf einen Drossel­ schlitz aufweisen soll. Dieser Drosselschlitz bewirkt, daß auch bei starkem Regen beziehungsweise einem Zufluß oberhalb des "kritischen Regens" die Zuflußmenge und da­ mit auch die Zuflußleistung höchsten auf das Zweieinhalb­ fache des kritischen Zuflusses beschränkt wird und die überschüssige Wassermenge über dem Beckenüberlauf ab­ läuft. Damit bleiben die oben erwähnten optimalen Werte für ein derartiges Rundbecken weitgehend erhalten.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Rundbeckens dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht und

Fig. 2 den Querschnitt durch ein solches Rund­ becken.

Das Rundbecken (1) weist einen tangentialen Zulauf (2) auf sowie einen vom Mittelpunkt des Rundbeckens (1) an dessen Beckensohle (3) angeordneten Schlammablauf (4). Die Beckensohle (3) ist zum Schlammablauf (4) hin leicht geneigt. Oberhalb des Zulaufs (2) ist ein balkonartig in das Rundbecken (1) hineinragender Klärüberlauf (5) mit einer Ablaufleitung (6) vorgesehen, der einen Drossel­ schlitz (7) aufweist.

Das über den Zulauf (2) zugeführte Abwasser tritt tangen­ tial in das Rundbecken (1) ein und versetzt hierbei, bei gefülltem Rundbecken (1), den gesamten Wasserkörper in eine spiralig verlaufende Drehbewegung. Diese besonderen, dem Rundbecken eigenen Strömungsverhältnisse führen dazu, daß eine gute Abscheideleistung bewirkt wird, und gleich­ zeitig auch ein Hinführen des abgesetzten Schlammes zum Mittelpunkt beziehungsweise zum Schlammablauf hin. Da­ durch bedingt treten nur sehr wenige Schlammpartikel am Überlauf aus, ein Kennzeichen für den hohen Wirkungsgrad, der diesem Becken bei richtiger Bemessung zu eigen ist. Um die gute Leistung eines derartigen Rundbeckens auch bei starkem, über dem "kritischen Regen" liegenden Regen zu erhalten, weist der Klärüberlauf (5) einen Drossel­ schlitz (7) auf, der die Zulaufmenge begrenzt.

Claims (5)

1. Durchlaufbecken mit einem der Kreisform angenäherten Grundriß, mit einem etwa tangential angeordneten Zulauf und einem beim Mittelpunkt der zum Mittelpunkt leicht geneigten Beckensohle angeordneten Schlammablauf sowie einem Klärüberlauf, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (2) in der Nähe der Beckensohle (3) ange­ ordnet ist, daß er einen solchen Querschnitt aufweist, daß bei dem kritischen Beckenzufluß eine Zuflußgeschwin­ digkeit von 0,5 m/s nicht überschritten wird, und/oder daß die spezifische Beckenzuflußleistung unter 0,5 W je Kubikmeter Beckeninhalt liegt, daß seine Höhe 2/3 der Wassertiefe nicht übersteigt und daß der Klärüberlauf (5) balkonartig in das Becken (1) hineinragt.

2. Durchlaufbecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußgeschwindigkeit vorzugsweise bei 0,3 m/s und/oder die spezifische Beckenzuflußleistung unter 0,3 W/m³ liegt.

3. Durchlaufbecken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (2) die Beckensohle (3) tangiert.

4. Durchlaufbecken nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärüberlauf (5) etwa oberhalb des Zulaufs (2) angebracht ist.

5. Durchlaufbecken nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärüberlauf (5) einen Drosselschlitz (7) auf­ weist.