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Abwasserkläranlage Bei den bekannten Kleinkläranlagen für häusliche
Abwässer (vgl. Abb. i) bewegt sich das Wasser, indem es unter einer Tauchwand 2
dükerartig aufsteigt, -um einen in der Mitte des Behälters angeordneten ring- oder
glockenförmigen Einsbau i herum und verdrängt eine entsprechende Menge Abwassers
aus dem stets mit Wasser gefüllten Behälter an der Abflußseite nach einer zweiten
Tauchwand 3 hin.
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Der ringförmige Einbau i dient zur Aufnahme der aus der Tiefe aufsteigenden
Schlammteile un-l bewirkt eine Trennung zwischen -der in Bewegung befindlichen Flüssigkeit
und der schwimmenden Schlammschicht, der sogenannten Schwimmdecke. Weiterhin verhindert
er in Gemeinschaft mit der Ringwulst d., daß aus der Tiefe des Schlammraums Gase
und feste Bestandteile in d 'en Durchflußraum oder hinter die Tauchwände gelangen.
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Die wesentlichen Nachteile dieser Anordnung sind i. Zu enger Raum
für die Bildung der Schwimmdecke, und die Unmöglichkeit, den Durchflußraum am äußeren
Umkreis der Tauchglocke ausreichend geräumig zu halten, sofern man den Innenraum
erweitert.
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2. Der Durchflüß des in den Behälter eintretenden Frischwassers wird
beeinflußt durch Wasserbewegungen, welche in der verschicdenen Temperatur der einzelnen--
Zuflüsse ihre Ursache haben und welche durch -.auf- bzw. abwärts gerichtete Strömungen
den Schlamm in den Abflußraum hineinreißen können.
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3. Sobald der Abs.itzvorgang durch starke Zuflüsse gestört wird, tritt
ein Mitreißen von Schlamm aus der Tiefe in den Ablauf hinein in Erscheinung.
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d.. Sobald in dem zu engen Einbau i eine feste Schwimmdecke gebildet
wird, hört die Entgasung auf, die von unten aufsteigenden Gase werden bei jedem
Durchfluß dem Ablauf zugedrückt und reißen wiederum Schlamm mit sich fort. Schließlich
können sich die Gase unter Empordrücken des an der Oberfläche in der Glocke i (Abb.
i) angesammelten Schlammes Luft machen und bringen den letzteren zum Überlaufen
nach dem Durchflußraum hin.
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Gemäß der Erfindung werden nun diese Nachteile dadurch vermieden,
daß der innere Einsatz schwimmend angeordnet und unter dem Einfluß einer Wasserspiegelfläche
von wechselnder Höhe auf und ab beweglich--ausgebildet ist.
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Die in Ziffer i bis d. geschilderten bish@enigen Nachteile können
durch diese Anordnung vermieden werden.
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Zu i. Im Gegensatz zu der beschriebenen, zu engen Tauchglocke kann
der Einsatz vielmehr gemäß Abb. 2 aus einer geräumigen, in
sich
geschlossenen Wand bestehen, welche bis fast an die Behälterwandungen reicht und
dennoch den Durchfluß nicht behindert, weil sie ja dank des Auftriebs bei Zutritt
größerer Wassermassen elastisch nach oben .ausweicht.
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Zu 2. Durch ein noch näher zu beschreibendes, von dem schwimmenden
Einsatz gesteuertes Ventil kann der Schlamm am Eintritt in den Abflußraum gehindert
werden.
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Zu 3. Dieses Ventil beseitigt zugleich die Störungen des Absitzvorgan:ge.s
durch starke Zuflüsse; es bewirkt Umwandlung des horizontalen Durchflusses in auftreibende
Bewegung. Bisher hat man lediglich durch Vergrößerung des Absitzraumes und damit
durch Verlangsamung der horizontalen Bewegung Abhilfe zu schaffen versucht.
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Zu 4.. Durch die ständige geringe Auf- und Abwärtsbewegung des Schwimmers
wird der Schlamm aufgelockert, die Entgasung tritt ein, ein Überschäumen wird vermieden.
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Ferner aber kann die Wirkungsweise des Behälters mittels einer Meßstange
kontrolliert werden, ohne denselben öffnen zu müssen, was ein bedeutender betriebstechnischer
Vorteil ,ist, da die meisten Hausklärgruben wegen der Umständlichkeit der Überwachung,
Hebung der sch"veren Abdeckung, Prüfung der Schwimmdecke mittels einer Stange usw.,
ungern bedient werden.
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Zur Kennzeichnung der Erfindung sollen an Hand der Zeichnungen (Abt.
2 bis 8) einige Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden. Beispiel i (Abb.2)
In einem ringförmigen Behälter aus Beton sind in bekannter Weise Zu- und Ablauföffnungen
5, 6, Tauchwände 7, 8, ein Wulstring 4. und Einsatzring 9 angeordnet. Im Gegensatz
zu den bisher bekannten Vorrichtungen wird nunmehr über den zylindrischen Teil 9@,
in welchen der Betontrichter 9 übergeht, ein offener Ring io aus schwimmendem Material
(Holz, Hohlkörper o. dgl.) geschoben, welcher sich nach dem Wasserspieg; l hin trichterförmig
erweitert.
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Die Wirkungsweise einer solchen Vorrichtung ist bei geringem Zufluß
dieselbe wie bei der Vorrichtung nach Abb. i. Wenn aber größere Mengen Ab,vasser
auf einmal in die Grube eingelassen werden, wird der Schwimmring io mit dem höhersteigenden
Wasserspiegel gehoben und so das Volumen des Durchflußraumes vergrößert.
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naturgemäß wird der dadurch im Innern des Ringes allmählich erstarrende,
schwimmende Schlamm bei jedesmaliger Bewegung aufgelockert, so claß er Gasen leichteren
Durchtritt gewährt. Sollten größere Gasansammlungen unter Druckentwicklung nach
oben entweichen, so gibt der Ring elastisch nach, wodurch ein Überschäumen vermieden
wird.
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Bei längerem Betrieb, etwa nach Jahresfrist, häuft sich erfahrungsgemäß
die Schwimmdecke an der Oberfläche des Klärbehälters bzw. innerhalb des Einsatzringes
stark an und verstopft die Verbindung des Schlammraumes mit der über denn Wasserspiegel
befindlichen Atmosphäre, wie eingangs erwähnt. Hierbei bietet die neue Einrichtung
folgenden Vorteil: Der allmählich sich anreichernde und an spezifischem Gewicht
zunehmende Schlamm belastet den Schwimmring io nach und nach immer mehr, so daß
derselbe mach unten sinkt, bis er auf der Trichterfläche des feststehenden Trichters
9 fest aufliegt. Man kann diesen Vorgang dazu benutzen, um mittels einer Meßstange
i i, welche mit dem Schwimmring io fest verbunden ist, und welche an einer Meßplatte
oberhalb der Abdeckung des Behälters entlanggleitet, den veränderten Stand des Schwimmringes
abzulesen.
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Der Innenraum eines schwimmenden Einsatzes bietet ferner dem Schlamm,
der sich in ihm ansammelt, eine geräumige Oberfläche dar, was, wie bekannt, in der
klärtechnischen Praxis von wesentlicher Bedeutung ist; Abb.3 ist ein Querschnitt
nach der Linie III-III der Abb. 2. Beispie1.2 (Abb.q.) Bei der bekannten Kläranlage
(Abt. i) nimmt das Abwasser erfahrungsgemäß zum Teil seinen Weg querdurch den Klärbehälter
unter dem umgekehrten ,Trichter hinweg und gelangt so auf dem kürzesten Wege dükerartig
vom Einlauf zum Ablauf.
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Auf diesem Wege werden häufig aufsteigende Schlammteile mitgerissen,
welche dadurch in den D'urchflußraum a-a und hinter die Tauchwand 8 gelangen. Dieser
für die Klärung des Abwassers unerwünschte Vorgang kann durch die Ausführungsfarm
nach Abb. d. vermieden werden. Es wird im Tauch-Wandquerschnitt 8 ein Verschlußstück
13 derart angeordnet, daß es bei normalem Wasserspiegelstand die Tauchwand
8 für den Zufluß von unten her fast ganz verschlossen hält.
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Die Verbindung des Verschlusses (Ventils) 13 mit dem Schwimmer kann
in an sich bekannter Weise verschiedenartig ausgeführt sein; Abb,. q. veranschaulicht,
wie die aüfsteigende Bewegung des Schwimmers io über eine Kette 14, Rolle 15, 16
sich auf Ventil 13 überträgt.
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Beim Eintritt eines Abwasserstoßes am Einlauf setzt sich dieser, da
die Tauchwand
durch 13 verschlossen ist, nach oben hin fort. Der
Wasserspiegel steigt, der Schwimmring io macht diese steigende Bewegung mit, infolgedessen
sinkt das Ventil 13 infolge selbsttätiger Verschiebung der Kette 1q., deren Stellung
von dem Steigen oder Fallen des Schwimmringes io und, des Gegengewichts
17 abhängig ist, nach unten. Das Öffnen und Wiederschließen der Tauchwand
8 wird auf diese Weise beim jeweiligen Zufluß in einem etwas späteren Zeitpunkt,
als demjenigen des Eintritts des Abwassers in den Durchflußraum, erfolgen. Dadurch
wird die Wasserbewegung in dem Klärbehälter tunlichst verringert und dem Abschwimmen
von Schwimmschlamm aus der Mitte der Wassersäule vorgebeugt. Treten größere Abwassermengen
in einen solchen Behälter ein (z. B. Regenwasser oder Waschküchen- und Badewasser),
so wird zwar der Auftrieb in der Klärgrube in der oben beschriebenen Weise ein längeres
öffnen des Verschlusses 13 und ein fortgesetztes Durchfließen des Abwassers hinter
der Taüchw and 8 in den Abfluß hinein zur Folge haben, aber eine solche Bewegung
ist deswegen unschädlich, weil es sich dann umverhältnismäßig klares Wasser handelt;
im Gegensatz zu dem in geringen Mengen stoßweise eintretenden, stark mit Schlamm
beladenen Wasser aus Aborten und Küchen, dessen jeweilig geringe Menge auch nur
eine geringfügige Hebung des Schwimmringes zur Folge hat: gerade dann, wenn die
zu verhindernde Fortbewegung von Schlammteilen, Papierfetzen usw. am leichtesten
eintreten könnte, tritt also selbsttätig die Ventilwirkung ein. Beispie13 Die Abb.
5a, 5b zeigen eine Kläranlage, bei der ein zylindrischer Raum als obere Fortsetzung
des Schlammraumes in den Absitzraum hineinragt und so das in diesem stehende Wasser
vor der Durchmischung mit Schwimmschlamm schützt; bei derartigen Anlagen wird gemäß
der Erfindung ein Schwimmring io zwecks selbsttätiger Öffnung und Schließung der
Ablauföffnung angeordnet.
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Das Abwasser tritt zunächst .in die Kamtner ig ein, bewegt sich aus
,dieser heraus unter den Tauchwänden 20, 21, 22, 23 hindurch in den Durchflußraum
a und entläßt hierbei den mitgeführten Schlamm in den dar unterliegenden Schlammraum.
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Die Tauchwand 24 verschließt bis auf den Schlitz bei 25 die Kammer
26 völlig, so daß eine Verbindung zwischen dem Durchflußraum und der Abflußkammer
26 nur dann möglich ist, wenn der Schwimmer io gehoben wird. Dies tritt ein, sobald
der Wasserspiegel sich infolge Eintretens eines Abwasserstoßes in die Klärgrube
nach: oben bewegt.
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Dadurch wird der durch dien unteren Rand des Schwimmers bewirkte Verschluß
des Schlitzes 25 langsam geöffnet; es dringt damit allmählich das Abwasser von dem
Durchflußraum her in die Abflußkammer 26 ein. Dadurch gleichen sich die plötzlichen
Abwasserstöße, welche bei i9 eintreten, aus, und die Durchflußbewegung ist auf ein
Mindestmaß verringert.
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Ist nach allmählichem Austritt einer dem Zufluß entsprechenden Menge
Abwasser bei 25 Ruhe im Durchflußraum eingetreten, dann trat -auch der Schwimmer
io seine normale Lage wieder eingenommen. Beispiel 4. und 5 Zwei weitere Ausführungsformen
der Vorrichtung nach vorliegender Erfindung sind in Abb. 6 bis 8 -dargestellt.
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In den ringförmigen Behältern sind in bekannter Weise Zu- und Ablauföffnungen
3, q. und Tauchwände 7, 8 angebracht. An Stelle der feststehenden Einsätze und des
Wulstringes ist bei beiden Ausführungsformen lediglich ein Schwimmkörper io vorgesehen,
welcher die Form; eines Doppeltrichters zeigt (Abb. 6 und 7). Die Zu- und Ablaufkammer
kann auch an die Außenwand des Behälters verlegt werden, wodurch sich die Möglichkeit
ergibt, den im Wasserniveau schwimmenden Ring des Doppeltrichters so groß zu gestalten,
daß er bis nahezu an die Innenwand des Behälters heranreicht. In einem solchen findet
der Absitzv organg in gleicher Weise, wie bei den vorhergehenden Beispielen beschrieben,
statt. Durch Anordnung einer Wandverstärkung 28 wird der Schlammraum am Boden etwas
eingeengt, so daß Schwimmschlamm an den Wandungen des Behälters entlang nicht aufsteigen
kann.
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Bei der Ausführungsform nach AUb. 6 wird im Tauchwandquerschnitt in
gleicher Weise wie in Beispiel 2 ein Verschlußstück 13 angebracht, wobei es nicht
auf unbedingt wasserdichten Verschluß ankommt. Dieser Verschluß kann auch als Schwimmeer
ausgebildet sein und verschließt dann durch seinen Auftrieb den Abfluß bei Tauchwand
8 selbsttätig. Bei eintretendem Verschluß hebt sich der Wasserspiegel von 18 auf
22.- Wie in Beispiel 2 beschrieben, wird auch hier die Bewegung des Schwimmers io
über Hebel :29 auf Ventil 13 übertragen, dessen Auftrieb grade bei gesteigertem
Zufluß den Verschluß fester dichtet als sonst.
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Bei der Vorrichtung nach Abb.7 kann, wenn der Wasserspiegel infolge
raschen Zuflusses die Linie 30 erreicht, die oberste
Schicht
`des änsteigenden Abwassers zum Überfließen in die Rinnen 31, 32 gebracht werden,
von wo sie in einen besonderen Behälter 33 (Abb. 8) abgeführt werden kann. Ist also
diese Schicht noch flüssig, so findet eine selbsttätige Trennung derselben von der
Hauptmenge des Abwassers statt, wodurch Bedienung erspart wird. Fett- und ölhaltige
Abwässer sowie solche, welche viel Seife enthalten, und in denen diese vor Eintritt
durch Rohr 3 durch Zusatz von Alaun z. B. in schwimmende Tonerdeseife verwandelt
wird, können auf diese Weise selbsttätig von solchen Verunreinigungen befreit werden.
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Auch in den anderen aufgeführten Beispielen können die beschriebenen
Vorrichtungen dazu dienen, eine sonst auf selbsttätigem Wege nicht erzielbare Berührungsdauer
zwischen dem Abwasser und chemischen Zusätzen, :insbesondere auch bei beabsichtigter
Desinfektion, z. B. Behandlung mit Chlorkalk, zu bewirken. Bei richtiger Bemessung
der Behälter im Verhältnis zur Abwassermenge kann auf diese Weise eine stundenlange_
Einwirkungsduner gewährleistet werden. Es ist somit :an Hand der Erfindung die Möglichkeit
geboten, unter Ersparnis an umbautem Raum das Abwasser dn weitgehend entschlammtem,
von Seife und kolloidalen Verunreinigungen sorgfältig befreitem sowie in' keimfreiem
züsband abzuleiten. Die beschriebenen Vorrichtungen vereinfachen und verbessern
die Wirkungsweise der nach dem bisherigen Stand der Technik bekannten in wesentlichen
Punkten.