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Abwasserreinigungsanlage Die Entschlammung der Klärbecken geschah
ursprünglich so, daß nach Ansammlung einer größeren Schlammenge an der meist flachen
Sohle das über dem Schlamm stehende Wasser abgeführt und der Schlamm meist von Hand
zu Sohlentiefpunkten geschoben und von dort abgezogen wurde. Um die hierbei erforderliche
Abschaltung des Beckens vom Klärbetrieb zu vermeiden, wurde später die Neigung der
Sohle so steil ausgeführt, daß der Schlamm selbsttätig durch die Schwerkraft unter
Wasser zu den Tiefpunkten rutschte, von wo er durch Rohrleitungen abgezogen werden
konnte. Diese in den letzten 20 Jahren meist angewandte Art der Bauausführung bedingte
jedoch tiefe Gründungen und hohe Baukosten. Will man aus den billigeren flachen
Becken den Schlamm unter Wasser ausräumen, so sind mechanisch bewegte Kratzer nötig,
die den Schlamm an der flachen Sohle zu Tiefpunkten zusammenschieben. Dabei ist
der Weg des Wassers beim Klärprozeß von dem Weg des Schlammes bei seiner Zusammenführung
völlig unabhängig. Sowohl bei runden als auch quadratischen Klärbecken, die sowohl
radial als auch von einer Seite zur gegenüberliegenden vom Wasser durchflossen sein
können, schiebt man den Schlamm am zweckmäßigsten durch kreisende Kratzbleche zu
nur einem Schlammsammelraum in der Mitte des Beckens zusammen. Für die Anordnung
dieser Kratzer sind bisher verschiedene Bauweisen bekannt geworden. Alle diese Ausführungsarten
gleichen sich darin, daß die Kratzerarme von einer in der Mitte der Drehbewegung
befindlichen senkrechten Welle getragen und meist auch von dieser Achse aus angetrieben
werden, wobei die mittlere Trag-und Drehachse von einer das ganze Becken überspannenden
festen Brücke gehalten wird.
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Bei sehr großen Durchmessern der Klärbecken werden die frei tragenden
Kratzerarme jedoch so schwer, daß man sie am Beckenumfang an einem auf einer Schiene
laufenden Wagen nochmals auflagert und dann auch durch diesen Wagen antreibt. An
die Stelle der von einer festen Brücke getragenen mittleren Drehachse tritt hierbei
ein kleiner Mittelpfeiler, der lediglich zur Aufnahme des mittleren Drehlagers der
Kratzerarme und zuweilen zur Auflagerung der das Zuleitungsrohr tragenden Bedienungsbrücke
dient. In allen Fällen wird der Schlamm durch die Kratzbleche bis unmittelbar an
die mittlere Drehachse bzw. die mittleren Brückenstutzen herangeschoben und von
hier durch das Schlammabzugsrohr meist kontinuierlich nach oben oder unten abgeleitet.
Zur Eindickung des zusammengekratzten Schlammes vor dem Abziehen hat man bei kleineren
Ausführungen zuweilen einen kleinen Eindickungsschacht
unter der
mittleren Drehachse zwischengeschaltet, von dessen Sohle der eingedickte Schlamm
abgezogen wird.
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In den Abb. 1 bis 3 ist eine nenartigei Verwendungsart kreisen der
Kratzbleche dargestellt, durch die gegenüber den bekannten Konstruktionen wichtige,
weiter unten einzeln aufgeführte Vorteile erreicht werden. Allen Beispielen gemeinsam
ist die Beschränkung der Kratzerausräumung auf den äußeren ringförmigen Teil der
Kläranlage, der sich um einen mittleren, unter Wasser vom Kratzer nicht berührten
Raum herumlegt, dessen Ausgestaltung in den Abbildungen verschieden gewählt ist.
Bei allen Beispielen ist die zweckmäßigste Zuleitung des Abwassers in der Beckenmitte
und Abnahme am Umfang angenommen, die Becken können jedoch auch von einer Umfangsseite
zur anderen durchflossen sein.
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In der Abb. I wird das zu klärende Abwasser durch eine Dükerleitung
I unter dem Absitzraum hinweg zum Mittelbrunnen 2 geleitet. Das Dükerrohr führt
in dem trocken gehaltenen, von oben zugänglichen Schacht 3 bis zur Höhe des Wasserspiegels
und gibt das Abwasser durch die strahlenförmig angeordneten Rohre 4 zur kreisförmigen
Verteilungsrinne 5 ab. Im Schacht 3 gibt das Handloch 6 die Möglichkeit, nach Absperrung
und Leerpumpen des Dükerrohres jederzeit den geraden Dükerstrang zu durchleuchten
und Ablagerungen schwerer, nicht auszuspülender Schlammstoffe zu beseitigen. Von
der Rinne 5 aus fließt das Abwasser dann, geleitet von dem Tauchzylinder 7, im Mittelbrunnen
abwärts, um dann von der Unterkante der Tauchwand aus wieder aufzusteigen und durch
den kreisförmigen Verteilungsrechen 8 über die ganze Tiefe gleichmäßig verteilt
den ringförmigen Teil g der Kläranlage radial zu durchfließen.
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Im Mittelbrunnen sinken dabei die schweren, zuerst ausfallenden Schlammstoffe
in die Schlammsammelrinne I0, während die Schwebestoffe, die leichter als Wasser
sind, wie z. B. Öle, an die Oberfläche steigen und von Hand über die schräge Fläche
II in die Rinne 12 geschoben werden können. I3 stellt einen ringförmigen Ölscheider
bekannter beliebiger Art dar, in dem das abgeschröpfte vom som mitgeführten Wasser
weiterhin getrennt werden kann. Aus dem äußeren ringförmigen Teil g der Kläranlage
wird das geklärte Wasser durch die Umfangsrinne 14 (s. Abb. 2), der eine letzte
Tauchwand I5 vorgesetzt ist, abgeleitet, während der zur flachen Sohle abgesunkene
Schlamm beim Kreisen der Kratzerbleche 2I der schon genannten Schlammrinne 10 des
Mittelbrunnens zugeschoben wird. Aus dieser Rinne wird selbst schwerer Schlamm im
Beispiel der Abb. I durch eine im Schacht 3 unterhalb des Wasserspiegels stehende
Pumpe mittels der Saugerohre 16 abgezogen und durch ein Schlammdruckrohr neben dem
Dükerrohr I fortgeleitet. Ist der abgesetzte Schlamm nicht pumpbar, so kann er durch
einen nicht dargestellten, auf dem Mitteipfeiler drehbaren Greiferkran ausgeräumt
und in Schlammwagen gebracht werden, die auf einer ausreichend hoch über dem Wasserspiegel
zum Mittelpfeiler führenden Briicke stehen. Die in Abb. 1 dargestellte Anordnung
eignet sich zur Behandlung von Abwasser, dem außer Ö1 und feinkörnigem Schlamm auch
grobe und schwere Sinkstoffe beigemischt sind, deren Zusammenschieben mittels Kratzerblechen
nicht möglich ist, wie z. B. ölhaltiges Abwasser mit schweren an den Kratzerblechen
hängenbleibenden Teerflocken oder mit schwerem Eisensinter aus Walzwerken usw. Solche
Abwasserarten müssen bei Verwendung der bisher üblichen Kratzerkonstruktionen in
besonderen Kläranlagen vorher vom Olgehalt und den schweren Sinkstoffen befreit
werden, während sie in einer Vorrichtung nach Abb. I in einer einzigen Kläranlage
mit nur einem Schlammsammelraum, einer Verteilungsrinne und nur einer Schlammtransporteinrichtung
betriebssicher gereinigt werden. Sowohl die Schwimmstoffe wie auch die schwersten
schnell ausfallenden Sinkstoffe bleiben im Mittelbrunnen und könneu hier einfach
und zweckmäßig ausgeräumt werden.
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Der Mittelbrunnen kann aber auch beliebigen anderen Zwecken dienen,
wie z. .B. in Abb. 2 aufgetragen. Diese Anordnung dient zur Behandlung von häuslichem
Abwasser mit fäulnisfähigem Schlamm, der schon nach kurzer Zeit wieder aufschwimmen
kann und daher bei den Kratzeranordnungen bisheriger Art kontinuierlich ausgeräumt
werden muß, was für die Unterbringung des Schlammes zuweilen unerwünscht ist und
zum Bau besonderer Zwischenbunker zwingt. Für einen solchen Schlamm ist in Abb.
2 der Schlammsammelraum I7 des Mittelbrunnens so groß gemacht, daß er je nach Bedarf
den eine bis dreifachen Tagesanfall an Frischschlamm aufnehmen und eindicken kann,
außerdem ist er durch die ringförmige Haube I8 vom eigentlichen Absitzraum abgetrennt,
mit dem er nur durch den den Schlammeintritt gestattenden Schlitz 19 in Verbindung
steht. Durch die Nase 20 wird ähnlich wie beim Emscherbrunnen verhindert, daß auftreibende
Schlammfladen in den Absitzraum zurücktreten können, sie steigen vielmehr zwischen
der Haube I8 und dem Mittelschacht 2 an die Oberflä"he, entgasen hier und sinken
wieder ab. Natürlich kann der Schlammraum I7
auch so groß gemacht
werden, daß er dem Schlamm vor dem Abziehen Zeit zur völligen und teilweisen Ausfaulung
gewährt. In diesem Falle läge die Kombination eines Emscherbrunnens mit einem ringförmigen.
durch Kratzer entschlammten Absitzraum vor. Mit i6 ist in Abb. 2 die Schlammpumpe,
mit 30 das Schlammentnahmerohr bezeichnet.
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Dieselbe Anordnung der Abb. 2 kann auch noch anderen Zwecken dienen.
wie z. B. beim Belebtschlammverfahren der Trennung des Gemisches von gereinigtem
Abwasser und Belebtschlamm nach Verlassen des Belüftungsraumes. Der Belebtschlamm
kann bei dieser Anordnung im Mittelbrunnen zwischenbelüftet werden, bevor er dem
Abwasser zur weiteren Reinigungsarbeit wieder zugesetzt wird. Eine solche Zwischenbelüftung
ist erforderlich, wenn das Abwasser nur teilweise biologisch gereinigt werden soll,
weil der Belebtschlamm ohne Zwischenbelüftung krank werden würde.
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Die Abb. 3 zeigt die Kombination der Abb. 2 mit selbständigem, vom
Abwasser beheizten Schlammfaulraum, in den der Frischschlamm aus den Frischschlammsammeltaschen
22 alle I bis 3 Tage hinübergepumpt wird. Das Verständnis der Abb. 3 ergibt sich
aus der Beschreibung der übrigen Abbildungen. Mit 23 sind Schraubenschaufler zum
künstlichen Umwälzen des Faulschlammes bezeichnet.
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In all diesen Fällen dient die aus Mittelbrunnen mit herumgelegtem
flachen Klärraum mit Kratzerausräumung bestehende Kläranlage gleichzeitig mehreren
Aufgaben. während Kläranlagen mit der bisher üblichen Anordnung der Kratzerausräumung
mit Schlammentnahme nahezu in der Mittelachse stets nur eine einzige Aufgabe erfüllen
konnten, so daß für die anderen Aufgaben gleichzeitig andere selbständige Becken
geschaffen werden müssen, deren Bau und Betrieb naturgemäß teuerer als bei Zusammenfassung
in einem Bauwerk ist.
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Bei den bisher bekannten Kratzerkonstruktionen sind die einzelnen
Kratzbleche stets fest an Tragarmen angebracht, die die ganze durch die Kratzereinrichtung
beabsichtigte Transportweite des Schlammes einheitlich überspannen. Die Kratzbleche
derartiger Einrichtungen sind alle nur gleichzeitig in der Höhe verstellbar. Bei
ungleichmäßigen Bewegungen der Sohle, wie sie bei größerem Durchmesser besonders
in Bergbaugebieten unvermeidlich sind, können sich aber Senkungsmulden an der Sohle
bilden, die von den stets in einer Drehebene bewegten Kratzblechen derartiger Konstruktionen
dann nicht sauber entschlammt werden können, was bei fäulnisfähigem Schlamm zu Schwierigkeiten
im Absitzraum führt. Dieser Übelstand wird vermieden, wenn die Kratzer einzeln oder
in Gruppen höhenverstellbar sind. In den Abb. I bis 3 sind die Kratzhlech zu kleinen
Gruppen 21 zusammengefaßt, an Schleppträgern aufgehängt, die an einer über dem Wasserspiegel
kreisenden Brücke drehbar befestigt sind, so daß die auf der Sohle schleifenden
Bleche jeder Unebenheit des Untergrundes folgen können. Diese Befestigungsart hat
gegenüber den bisherigen Kratzerkonstruktionen weiterhin den wichtigen Vorteil,
daß die Kratzer einzeln jederzeit bis über den Wasserspiegel zu ihrer Kontrolle
und Konservierung hochgezogen werden können. Die kreisende Brücke kann auf dem Mittelpfeiler
und der Umfassungswand auf Gleisen bewegt werden, sie kann aber wesentlich leichter
und billiger konstruiert werden, wenn man sie, wie in den Abb. I bis 3 dargestellt,
auf Schwimmer 24 setzt, die von dem Inhalt des Klärbeckens getragen werden. Wasserstandsschwankungen
sind bei der geschilderten Aufhängung der Kratzer an Schleppträgern ohne Einfluß
auf die Betriebssicherheit der gesamten Vorrichtung.
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Der Antrieb der Schwimmbrücke geschieht auf besonders zweckmäßige
und billige Weise durch ein am Beckenumfang fest verlegtes Seil bzw. eine Kette
25, die über eine am Brückenende elektrisch angetriebene Winde 26 geführt wird.
Hierbei wird der Brücke der Antriebs strom am zweckmäßigsten am Mittelbrunnen, beispielsweise
durch die Stromahnehmerbügel 27, zugeleitet. Man kann auch das Seil durch einen
Landantrieb umlaufen lassen und die Brücke anklemmen. Bei der Abb. 3 wird die Brücke
durch zwei Seile und zwei verschieden große Seilräder angetrieben.
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PATENTANSPRÜCI1E : I. Abwasserreinigungsanlage mit ringförmigem Flachklärbecken,
von dessen Sohle der abgesetzte Schlamm durch eine kreisende Kratzerkonstruktion
zur Mitte in einen vertieft angeordneten Schlammraum geschoben wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der von dem ringförmigen Klärraum eingeschlossene mittlere Raum der Kläranlage
unter dem Wasserspiegel für Einbauten frei bleibt, die zur Vorbehandlung des Abwassers
(Olabscheidung, Entsandung usw.) oder, wie an sich bekannt, z. B. zur Schlammbehandlung
dienen.