DE3821521A1 - Klaerbecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Klärbecken nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Bekanntlich haben Klärbecken in der Wasser-/Abwassertechnik die Aufgabe, im Wasser befindliche Schmutzstoffe, die in der Regel ein geringeres oder ein größeres spezifisches Gewicht als Wasser haben, abzuscheiden. Für eine optimale Abscheidung ist es daher entscheidend, daß das einlaufende Wasser möglichst gleichmäßig im Klärbecken verteilt wird, damit die sogenannte Verweilzeit im Becken ausgenutzt wird und die Schmutzstoffe ausreichend Zeit haben, sich am Boden abzusetzen oder aufzuschwimmen. Auch das ab­ laufende, von den Schmutzstoffen weitgehend befreite Wasser soll möglichst gleichmäßig abgezogen werden, damit keine Kurzschluß­ ströme entstehen. Diese würden Schmutzpartikel mitreißen.

Das zu klärende Wasser wird normalerweise zentral in das Klärbecken eingetragen. Die Entnahme des geklärten Wassers erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines sogenannten Überfall­ wehrs. Es ist bekannt, das Überfallwehr von einer Leiste zu bilden, die in der Höhe verstellt werden kann. Es ist auch bekannt, die obere Kante der Leiste zahnartig auszu­ bilden. Mit einer derartigen Leiste wird über den gesamten Umfang des Klärbeckens ein annähernd gleichmäßiger Wasser­ abzug erhalten. Dies jedoch nur dann, wenn annähernd Wind­ stille ist. Bei merklichen Windströmungen stellt sich jedoch im Klärbecken ein etwas schräger Wasserspiegel ein, insbesondere bei Rundklärbecken. Der schräge Wasserspiegel hat zur Folge, daß auf der Windabtriebseite überpropor­ tional Wasser abfließt. Einige Zentimeter Differenz im Wasserniveau können bereits zu erheblichen Abzugsdiffe­ renzen führen, da die Ablaufmenge annähernd mit dem Quadrat der Überfallhöhe steigt. Die nachteilige Folge ist, daß Kurzschlußströme entstehen, die vermehrt Schlamm mitreißen und den Ablaufwert verschlechtern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Klär­ becken zu schaffen, bei dem die über den Rand oder das Wehr tretende Flüssigkeitsmenge weitgehend unabhängig von Windeinflüssen ist und das darüber hinaus in der Lage ist, auf einfache Weise Schwimmschlamm zurückzuhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Klärbecken läuft die Flüssigkeit nicht nach dem Überlaufprinzip ab, sondern über Öffnungen oder Löcher in dem vorzugsweise höhenverstellbaren Randab­ schnitt. Die Ablaufmenge ist zwar ebenfalls abhängig von dem Niveau im Klärbecken, sie ist jedoch unterproportional im Verhältnis zur Höhe relativ zum oberen Lochrand. Daher wirken sich Niveaudifferenzen, hervorgerufen insbesondere durch Windbeeinflussung, nur minimal aus.

Es ist bekannt, eine sogenannte vorgehängte Rinne im Becken anzuordnen, über deren Rand das Wasser aus dem Klärbecken in the Rinne eintritt, um von dort abzulaufen. Eine Aus­ gestaltung der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, daß der Randabschnitt von einer an sich bekannten vorge­ hängten Rinne gebildet ist, die am Rand des Klärbeckens angeordnet ist. Statt eines Überlaufs über den Rand der vorgehängten Rinne tritt das Wasser über Löcher oder Öff­ nungen in der Rinnenwandung in die Rinne ein. Der auf diese Weise erzielte Effekt entspricht dem oben beschrie­ benen im Hinblick auf den Rand des Klärbeckens. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Rinne im Abstand zur Beckenwand an­ geordnet ist, daß das Wasser in den Zwischenraum zwischen Beckenaußenwand und der Rinne fließen kann und daß die der Beckenaußenwand zugeordnete Rinnenwand Löcher aufweist. Das Wasser strömt die Rinne von der Gegenseite an, und die Rinne wirkt als Tauchwand, so daß Schwimmschlamm in jeder Betriebssituation sicher zurückgehalten wird. Es versteht sich, daß beim Einsatz einer Rinne Löcher auch in beiden Rinnwandungen oder nur in der von der Beckenaußenwand ab­ gewandten Seite der Rinne geformt sein können.

Es ist zweckmäßig, daß der Abschnitt des Randabschnitts oberhalb der Löcher einen durchgehenden Abschnitt aufweist, der dadurch eine Stauwirkung zur Folge hat. Die obere Kante ist dabei so gelegt, daß ein Überlauf bei normalen Bedingungen, d.h. auch bei starken Windströmungen, ver­ mieden wird. Steigt aus anderen Gründen der Wasserpegel im Klärbecken an, kann ein Überlauf über die obere Kante stattfinden.

Stoffe mit einem spezifischen Gewicht kleiner als 1 schwimmen auf und bilden auf der Oberfläche den sogenann­ ten Schwimmschlamm. Er wird normalerweise von den Löchern zurückgehalten. Zumindest tritt er nur teilweise über die Löcher aus, wobei die Menge von der Beschaffenheit des Schwimmschlamms abhängt. Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß im Stauabschnitt des Randabschnitts bzw. der Lochleiste in Abständen Ablauffenster oder der­ gleichen vorgesehen sind für das Abziehen des Schwimm­ schlamms. Die Ablauffenster können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit Verschlußvorrichtungen versehen werden, so daß ein gezieltes Abziehen des Schwimm­ schlamms von Zeit zu Zeit über die geöffneten Fenster er­ möglicht wird. Wird hingegen der Wasserspiegel im Klär­ becken so eingestellt, daß er nicht über die ganze Höhe der Ablauflöcher geht, kann der Schwimmschlamm über die Löcher ebenfalls abfließen.

In manchen Fällen soll der Schwimmschlamm nicht mit dem über das Wehr abfließenden Wasser ausgetragen werden, viel­ mehr durch geeignete Mittel zurückgehalten werden. Dies läßt sich mit den oben beschriebenen eingetauchten Rinnen bewerkstelligen. Es ist aber auch bekannt, eine sogenannte Tauchwand dem Überfallwehr zuzuordnen. Die Tauchwand befin­ det sich im radialen Abstand von der Innenseite der Klär­ beckenwand und ihre obere Kante liegt höher als die Ober­ kante der Überfalleiste. Die untere Kante ist in das Wasser eingetaucht. Der Schwimmschlamm wird auf diese Weise inner­ halb der Tauchwand zurückgehalten, so daß nur weitgehend vom Schlamm befreites Wasser über das Überfallwehr abgezo­ gen wird. Hierfür ist ein erheblicher Zusatzaufwand erfor­ derlich. Er besteht in dem Aufwand für das Material und die Herstellung der Tauchwand und der zugehörigen Halterung an der Klärbeckenwand. Bei der Erfindung kann die Funktion einer Tauchwand auch von einer Lochleiste mit übernommen werden. Diese wird zu diesem Zweck mit einem höheren un­ durchlässigen Streifen oberhalb der Löcher versehen, die auf diese Weise eine Stauwirkung entfalten. Entscheidend ist jedoch, daß der Wasserspiegel oberhalb der Höhe der Löcher ist, damit Schwimmschlamm nicht über die Ablauf­ löcher austritt. Die Höhe oder Breite des undurchlässigen Streifens oberhalb der Löcher kann zum Beispiel 10 bis 20 cm betragen.

Sind unterschiedliche Wassermengen zu erwarten und muß bei jeder Wassermenge der Schwimmschlamm sicher zurückgehalten werden, kann die Lochleiste oder die Lochrinne selbstver­ ständlich mit einer zusätzlichen Tauchwand kombiniert wer­ den.

Beim Zurückhalten von Schwimmschlamm ist erforderlich, diesen getrennt abzuziehen. Hierzu ist bekannt, einen Ablaufkasten vorzusehen. Der Ablaufkasten befindet sich mit seiner oberen Einlauföffnung etwas oberhalb des Niveaus des Wassers, während das Ablaufende über eine Leitung, die durch die Klärbeckenwand hindurchgeht, nach außerhalb geführt ist. Im Klärbecken sind üblicherweise rotierende Räumgeräte angeordnet, die mit Hilfe von Schilden den Schlamm zur unteren Abzugöffnung im Klärbecken fördern.

Es ist auch bekannt, mit einem derartigen Räumgerät ein Schild, einen Schieber oder dergleichen zu verbinden, um den Schwimmschlamm in den Ablaufkasten zu transportieren. Bei Überfallwehren ist das Niveau des Wassers relativ kon­ stant. Bei Verwendung einer Lochleiste mit Aufstaumöglich­ keit für den Schwimmschlamm kann es zu einem schwankenden Niveau kommen. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, daß der Ablaufkasten höhenverstellbar angeordnet ist. Die Höhenverstellung kann beispielsweise mit Hilfe einer Verstellspindel erfolgen, die mit dem Ablaufkasten verbun­ den ist.Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Ablaufkasten schwimmfähig ist. Der Ab­ laufkasten paßt sich auf diese Weise dem schwankenden Niveau des Wassers an. Erforderlich ist indessen, daß auch eine Anpassung der Ablaufleitung stattfindet. Diese weist entweder eine teleskopische Verbindung von zwei Leitungs­ abschnitten auf, die dichtend zusammenwirken, oder die Ablaufleitung ist elastisch oder enthält einen elastischen Abschnitt.

Wie zu erkennen, ist die Wirkungsweise der Erfindung un­ abhängig von irgendwelchen Windeinflüssen auf das Wasser im Klärbecken. Diese Maßnahme wird erzielt, ohne daß ein Mehraufwand erforderlich ist. Wird der Lochrand oder die erfindungsgemäße Lochleiste zugleich zum Zurückhalten von Schwimmschlamm eingesetzt, findet sogar eine Verringerung des Aufwandes statt. Eine aufwendige Tauchwand ist nicht erforderlich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil des oberen Randes eines Klärbeckens im Schnitt.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1 jedoch mit einer abgewandelten Lochleiste.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 3.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Ablaufkasten nahe einer Klärbeckenwand.

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Ablauf­ kastens.

Fig. 7 zeigt schematisch einen Teil des oberen Randes eines Klärbeckens im Schnitt in einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung.

Fig. 8 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 7, mit einer zusätzlichen Tauchwand.

Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeu­ tung ist.

Ein nicht gezeichnetes kreisförmiges Klärbecken weist eine Wand 10 auf. An ihrem inneren oberen Ende ist eine Stahl­ leiste 11 angebracht, die mit Hilfe von Klemmbügeln 12 an der Wand 10 befestigt ist. Die Leiste 11 ist deutlich in Fig. 2 zu erkennen. Sie weist eine Reihe von kreisrunden Löchern 13 auf, die in Abständen eingeformt sind. Es ver­ steht sich, daß auch andere Lochformen verwendet werden können. In die obere Kante ist ein Fenster 14 eingeformt. Derartige Fenster 14 können in Abständen von einigen Me­ tern vorgesehen werden. Wie gestrichelt bei 15 angedeutet, kann ein Schieber vorgesehen werden, um das Fenster 14 in Richtung des Pfeils 16 zu öffnen.

Das Wasser im Becken befindet sich, wie dargestellt, auf dem Niveau H. Das Niveau H ist unterhalb des oberen Punkts der Löcher 13. Wasser kann mithin gemäß Pfeil 17 austreten und nach außerhalb in einen das Becken umgehenden Graben gelangen. Ist das Niveau derart, daß sich das Wasser staut, tritt zwar mehr Wasser über die Löcher 13 aus, jedoch nicht überproportional wie bei einer Überfallkante. Höhendiffe­ renzen infolge von Windbeeinflussung führen zu einem An­ stauen auf der Abwindseite, ohne daß die oben beschriebenen schädlichen Erscheinungen eintreten. Bei einer zu großen Höhendifferenz oder beim Ansteigen des Niveaus H kann das Wasser, wie durch den gestrichelten Pfeil 18 angedeutet, auch über die obere Kante der Leiste 11 treten.

In Fig. 3 und 4 dargestellte und gleiche oder ähnliche Teile wie in Fig. 1 und 2 werden mit gleichen Bezugszeichen ver­ sehen, denen ein Index a zugefügt ist. Die Leiste 11 a unter­ scheidet sich von der Leiste 11 dadurch, daß sie oberhalb der Löcher 13 a einen verhältnismäßig breiten undurchlässigen Abschnitt 19 a aufweist. Das Wasser kann daher bis zu einem verhältnismäßig hohen Niveau oberhalb der Löcher 13 a gestaut werden, wie durch die Niveaus H 1 und H 2 in Fig. 3 angedeu­ tet. Der Streifen 19 a hat eine Breite von mindestens 5 cm. Er dient zum Zurückhalten und Aufstauen von Schwimmschlamm.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4 sind die Leisten 11, 11 a in bekannter Weise höhen­ verstellbar angebracht.

Zur Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist noch zu erwähnen, daß das Räumgerät, das normalerweise in derar­ tigen Becken rotierend angeordnet ist, mit einem besonde­ ren Schild oder dergleichen versehen wird, um den Schwimm­ schlamm zu den Fenstern 14 zu befördern, damit er über die Fenster 14 austreten kann. Dies ist zeichnerisch nicht dargestellt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist eine obere Wand eines Klärbeckens dargestellt mit ähnlichen Verhältnissen wie in Fig. 3 gezeigt. Es sind daher gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Niveau H ist ober­ halb der Löcher 13 a. Im Klärbecken befindet sich ein Ab­ laufkasten 20, der einen Ablauftrichter 21 aufweist mit einem überstehenden Rand 22, um den ein ringförmiger Schwimmkörper 23 angeordnet ist. Er trägt den Ablaufkasten 20, so daß er sich dem Niveau H des Wassers anpaßt. Wie erkennbar, ist die Einlaufhöhe des Ablaufkastens 20 etwas oberhalb des Niveaus H. Der Trichter 21 hat einen Ablauf­ stutzen 24, der in das obere Ende eines Ablaufrohrs 25 eingesteckt ist. Zwei Dichtungen 26 dichten den Stutzen 24 im Rohr 25 ab, und zwar unabhängig von der Höhenlage des Ablaufkastens 20.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist ein ähnlicher Ablaufkasten 30 vorgesehen mit einem überstehenden Rand 31, unter dem ein ringförmiger Schwimmkörper 32 angeordnet ist. Auch dieser Wasserablaufkasten kann daher dem ver­ änderlichen Niveau H des Wassers folgen. Der Trichter des Ablaufkastens 30 ist mit einem Leitungsstück 33 versehen, der über ein flexibles Verbindungsstück 34 mit der Ablauf­ leitung 35 verbunden ist, die wiederum, wie in Fig. 5 ge­ zeigt, durch die Wand des nicht gezeigten Klärbeckens hin­ durchgeführt ist. Die Leitung 35 kann daher stationär sein, wobei das flexible Stück 34 die Leitungsverbindung auf­ rechterhält, auch bei unterschiedlichen Niveaus H.

Es ist bekannt, daß bereits erwähnte Räumgeräte mit Schie­ bern oder Schilden ausgestattet sind, um den Schwimmschlamm in die Ablaufkästen zu befördern. Ein derartiger Schieber kann auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6 vorgesehen werden. Eine derartige Vorrichtung ist in den Fig. 5 und 6 nicht dargestellt.

Statt des flexiblen Rohrstücks 34 kann auch ein Drehgelenk mit annähernd horizontaler Achse zwischen den Rohrab­ schnitten 33, 35 in Fig. 6 verwendet werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist eine Außenwand 40 eines Klärbeckens im Schnitt zum Teil dargestellt, an deren Innenseite in Abständen Auflager 41 angebracht sind. Sie dienen zur Abstützung einer schematisch dargestellten Rinne 42. Die Rinne 42 hat einen Abstand zur Beckenaußen­ wand 40, so daß ein Zwischenraum 43 gebildet ist, in den ebenfalls Wasser fließen kann, wie durch die beiden Pfeile 44 angedeutet. Der Wasserspiegel im Becken ist durch die Markierung 45 angedeutet. In der zur Beckenaußenwand 40 zugekehrten Wand der Rinne 42 sind eine Reihe von Öffnun­ gen geformt, wie bei 46 in einem Fall angedeutet. Die Öff­ nungen entsprechen zum Beispiel den Öffnungen 13 des Loch­ streifens 11 bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2. Es versteht sich, daß auch die andere Kanalwand mit Öffnungen versehen werden kann, so daß Wasser entlang dem gestrichelten Pfeil 47 in die Rinne 42 einströmen kann.

Die Funktion der Rinne entspricht in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen dem Lochstreifen. Es ist daher nicht notwendig, hierauf im einzelnen nochmals einzugehen. Darüber hinaus bildet die Rinne 42 eine Tauchwand, die verhindert, daß Schwimmschlamm in die Rinne 42 tritt und mit dem relativ klaren Wasser abgeführt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist eine vorgehängte Rinne 42′ auf einem Auflager 41 an einer nicht dargestell­ ten Beckenaußenwand angebracht. Mit ihrem oberen Rand sind Lochleisten 50, 51 höhenverstellbar verbunden. Die Rinne 42′ kann zum Beispiel aus Stahlblech oder auch aus Beton bestehen. Die Lochleisten bestehen vorzugsweise aus Stahl­ blech. über seitlich wegstehende schräg nach oben weisende Arme, von denen einer bei 52 dargestellt ist, ist eine Tauchwand 53 an der Innenseite der Rinne 42′ angebracht. Sie dient dazu, unabhängig vom Wasserstand Schwimmschlamm in jedem Fall zurückzuhalten.

Claims (16)

1. Klärbecken, das von einem oberen Randabschnitt gegenüber einer Rinne abgegrenzt ist, in die das Wasser vom Klär­ becken aus eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt für den Durchtritt von Wasser Löcher auf­ weist.

2. Klärbecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt von einer an sich bekannten vorgehäng­ ten Rinne (42) gebildet ist, die am Rand des Klärbeckens angeordnet ist.

3. Klärbecken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (42) im Abstand zur Beckenaußenwand (40) so angeordnet ist, daß das Wasser in den Zwischenraum (43) zwischen Beckenaußenwand (40) und der Rinne (42) fließen kann und daß die der Beckenaußenwand (40) zugeordnete Rinnenwand Löcher (46) aufweist.

4. Klärbecken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Rinnenwände Löcher aufweisen.

5. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Randabschnitt eine vorzugsweise in der Höhe verstellbare Lochleiste (11, 11 a) aufweist.

6. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vor dem die Abflußlöcher aufweisenden Randabschnitt (42′) eine Tauchwand (53) angeordnet ist.

7. Klärbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Randabschnitt bzw. die Lochleiste (11, 11 a) einen oberen durchgehenden Stauabschnitt auf­ weist.

8. Klärbecken nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauabschnitt in Abständen mit einem Ablauffenster (14) versehen ist.

9. Klärbecken nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablauffenster (14) mit einem verstellbaren Ver­ schluß (15) versehen ist, vorzugsweise in Form eines Schiebers oder dergleichen.

10. Klärbecken nach Anspruch 9, bei dem ein rotierend an­ getriebenes Räumgerät im Klärbecken angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Räumgerät ein Abstreif­ schild oder dergleichen angebracht ist zum Fördern von Schwimmschlamm zu den Ablauffenstern (14).

11. Verfahren zum Betrieb eines Klärbeckens nach den An­ sprüchen 1 bis 10, bei dem zu klärende Flüssigkeit kon­ tinuierlich oder diskontinuierlich dem Becken zugeführt und ganz oder teilweise vom Schlamm gereinigt über die Leiste und ggf. Schwimmschlamm entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der zu klärenden Flüs­ sigkeit so gesteuert wird oder die Größe und Anzahl der Löcher so festgelegt werden, daß das Niveau im Klärbecken oberhalb der Löcher in der Lochleiste ist.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 11, bei der im Klärbecken ein Ablaufkasten ange­ ordnet ist sowie ein Räumgerät mit einem den Schwimm­ schlamm fördernden Schwimmschlammschild, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ablaufkasten (20, 30) in der Höhe verstellbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufkasten über eine Verstellspindel in der Höhe verstellt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufkasten (20, 30) schwimmfähig ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufleitung vom Ablaufkasten (20) teleskopisch zusammenwirkende ineinander gedich­ tete Leitungsabschnitte (24, 25) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufleitung (33, 35) des Ablaufkastens (30) einen flexiblen Abschnitt (34) auf­ weist.