DE7145670U - Räumvorrichtung fur ein Rundklar becken zum Klaren von Abwasser - Google Patents

Description

ap/A 3130 GM J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Rundklärbecken¹¹ Heidenheim (Brenz)

Räumvorrichtung für ein Rundklärbecken zum Klären von Abwasser

Die Neuerung betrifft eine Räumvorrichtung für ein Rundklärbecken zum Klären von Abwasser, die wenigstens eine Räumerleiste zum Reinigen des Beckens von sedlmentlerten Stoffen, einen diese Leiste um eine zentrale Vertikalsäule drehenden Antrieb und eine Anzahl von im wesentlichen radial angeordneten Überlaufrinnen zum Abführen des Klarwassers aufweist»

Solche Rundklärbeeken werden in zahlreichen Industriezweigen eingesetzt. Sie sind Insbesondere in der Papier-, Zellstoff- und Holzstoffindustrie bekannt geworden, werden aber auch zum Klären kommunaler Abwasser verwendet.

Wichtigstes Kriterium solcher Klärbecken ist die Güte der Klärwirkung selbst, die unter anderem die Größe des Beckens bei einem Abwasser gegebenen Feststoffgehaltes und gegebener

Menge bestimmt. Die Klärwirkung wird unter anderem von der Ge

staltung des Einlaufbereiches für das Rohwasser, einer wirksamen Räumung des Bodens von äfediinentierten Stoffen, sowie einem scharfen Abtrennen des Klarwassers von den Abwasserinhaltstoffen bestimmt. Zu dem letztgenannten Zweck haben sich die erwähnten Rinnen bestens bewährt. Die Rinnen stellen somit ein sehr wichtiges Element zur Erzielung guter Klärwirkung dar.

Gewisse Probleme verursachte von je her der Antrieb der unentbehrlichen Räumerleisten. Diese Leisten, die ja im allgemeinen

radial angeordnet sind, werden meist von der Mitte aus angetrieben, und zwar durch die genannte zentrale Vertikalsäule, die mis den Räumerleisten drehfest verbunden ist. Der Säule wiederum ist ein Antrieb zugeordnet, der am oberen, d.h. tlber den Wasserspiegel hinausragenden Bereich angreift. Die Überlaufrinnen zum Abfuhren des Klarwassers liegen mit ihren radial äußeren Enden auf dem Beckenrand, während sich ihre radial inneren Enden meist auf dem Einlaufkörper für das Rohwasser abstützen.

Diese Anordnung des Antriebs am oberen Bereich der Vertikalsäule hat den Nachteil, daß die Antriebskraft infolge des kleinen Hebelarmes, nämlich des Säulen-Halbmessers, äußerst groß sein muß, was eine sehr starke Dimensionierung des Getriebes erfordert. Für die Auslegung des Antriebes wäre es daher weitaus günstiger, den Antrieb vom oberen Ende der Säule weg, also aus der Mitte heraus an den Rand des Beckens zu verlegen. Man hat dies auch schon durchgeführt: Hierbei ist der Beckenrand als Fahrbahn ausgebildet, auf Sem ei"; Töffi Äntrieu getriebener UHd mit diesem gekuppelter Radsatz tu rcilt. Der Antrieb selbst läuft also ebenfalls am Beckenrand um. Er ist über ein Fachwerk von eisernen Streben, die durch das Wasser hindurch nach unten zum Räumer reichen, mit dem Räumer fest verbunden, nimmt den Räumer also mit. Diese Bauart hat aber einen entscheidenden Nachteil: Die umlaufenden Streben machen es unmöglich, die genannten Überlauf rinnen auf dem Beckenrand aufzulegen. Falls die Anordnung von Überlaufrinnen überhaupt praktisch durchführbar ist, so müssen diese in einer sehr aufwendigen und schweren Tragkonstruktion an der Mittelsäule bzw. einem zentralen Einlaufkörper für das Rohwasser befestigt werden. Tatsächlich ist keine Ausführung bekannt, die gleichzeitig Überlaufrinnen und Randantrieb der Räumerleiste aufweist.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Räumvorrichtung für ein derartiges Rundklärbecken zu schaffen, bei der einerseits Überlaufrinnen vorgesehen werden können, die auf dem Rand

des Beckens aufgelegt werden, und daß andererseits die genannten Nachteile, die mit der Anordnung des Antriebes im oberen Bereich der Vertikalsäule verknüpft sind, vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß der Antrieb unter Wasser auf dem radial äußeren Ende der Räumerleiste in einem wasserdichten Gehäuse angeordnet wird, daß entlang dem Umfang der Behälterwand, und zwar im Bodenbereich, eine endlose Zahnstange vorgesehen wird, mit der ein vom Antrieb getriebenes Zahnrad kämmt, daß das radial innere Ende der Räumerleiste mit der Säule drehfest verbunden wird, und daß zum Zuführen der notwendigen Antriebsenergie über Säule und Räumerleiste zum Antrieb hin an dem den Wasserspiegel überragenden Teil der Säule ein Drehelement vorgesehen wird. Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Durch die Anordnung des Antriebes am äußeren Ende der Räurnerleiste bzw- der BäumerleiRten ist der Energiebedarf geriatgj die Überlaufrinnen sind infolge der Auflagerung auf dem Beckenrand leicht gebaut und frei von Verstrebungen, so daß Schmutzansatz vermieden wird; da die Laufbahn des vom Antrieb getriebenen Rades unter Wasser liegt, ist die Gefahr der Vereisung der Lauffläche des Antriebes, wie sonst bei obenliegenden Ranuantrieben bekannt, ausgeschlossen, d.h. die Anlage ist winterfest; und schließlich weisen die Räumerleisten auf Grund des unmittelbaren Angreifens des Antriebes eine einfache, leichte Konstruktion auf.

Im allgemeinen wird man als Antriebsmotor einen Elektromotor und als Drehelement einen Schleifringkörper zum Zuführen elektrischen Stromes verwenden.

Bei hohen Feststoffgehalten des Abwassers besteht die Gefahr, daß sich diese Stoffe auch in den Lücken zwischen den Zähnen der Zahnstange ablagern nnd diese ausfüllen. Damit wäre ein einwandfreier Eingriff des vom Antrieb getriebenen Zahnrades nicht mehr gewährleistet« um dies auszuschließen, wird in weiterer Ausgestaltung der Neuerung vorgesehen, di.~ Zähne der

Zahnstange aus Sprossen oder Bolzen zu bilden. Dies hat einen weiteren Vorteil in Bezug auf die Herstellung: Da das Becken einen äußerst großen Durchmesser aufweist, ist es schwierig, eine umlaufende, endlose Zahnstange mit der notwendigen Fertigungstoleranz ihrer Rundheit herzustellen. Die Zahnstange, deren Zähne nach oben weisen, muß daher eine verhältnismäßig große Zahnlänge aufweisen. Dies würde aber bei Zahnstangen üblicher Bauart auf Schwierigkeiten der Herstellung stoßen, nicht aber bei Ausbildung der Zähne als Bolzen mit Rundprofil.

Um die gelegentlich notwendige Wartung des Unterwasserantriebes auch bei gefülltem Becken jederzeit leicht durchführen zu können, wird zum Anheben des Antriebes über den Wasserspiegel hinaus entweder ein den Antrieb tragender Abschnitt der Räumerleiste oder die gesamte Räumerleiste um ein Gelenk schwenkbar gemacht.

Es ist ferner zweckmäßig, die vertikale Säule mit einer Hülse zu umgeben, die in einem gewissen Abstand vom Beckenboden gegen die Säule abgeschlossen ist. Der ringförmige Zwischenraum zwischen dieser Hülse und dem Rohr kann an seinem oberen Ende einen Anschluß zum Aufnehmen des zu klärenden Rohwassers aufweisen, an seinem unteren Ende hingegen, also oberhalb des Abschlusses gegen die Säule hin, Auslässe für das Rohwasser. Die Auslässe haben vorzugsweise die Gestalt vertikaler Schlitze.

In weiterer Ausgestaltung der Neuerung können Säule und Hülse von einem zu diesen beiden koaxialen Einlaufapparat umgeben sein, der im wesentlichen als oben offener und unten gegen die Hülse abgeschlossener Hohlzylinder ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise beginnt der Boden dieses HohlZylinders kurz unterhalb der genannten Auslässe für das Rohwasser aus der Hülse, steigt sodann zunächst kegelförmig an, um anschließend wieder abzufallen. Der Hohlzylinder weist in seinem äußeren unteren Bereich ebenfalls eine Anzahl von vertikalen Schlitzen auf, durch die das Wasser radial nach außen in den übrigen Beckenraum strömen kann.

Die Vertikalsäule kann ebenfalls hohl, d.h. als Rohr ausgebildet

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sein und die Abführung des Schlammes aus dem am tiefsten gelegenen mittleren Bereich des Beckens bringen. In jedem Fall wird sich diese Säule - ob massiv oder hohl - zusammen mit der Räumerleiste und zusammen mit dem in ihrem oberen Bereich vorgesehenen Drehelement (Schleifkörper) drehen, obwohl nunmehr das zum Antreiben der Räumerleiste notwendig-a Drehmoment nicht mehr über sie eingeleitet wird. Hingegen stehen die genannte Hülse und der genannte Hohlkörper fest.

Selbstverständlich wird eine solche Räumvorrichtung im allgemeinen auch noch weitere, an sich bekannte Merkmale aufweisen. So ist es insbesondere zweckmäßig, eine Schwimmstoff-Austragvorrichtung vorzusehen. Diese wird zweckmäßigerweise innerhalb des Hohlzylinders an der Wasseroberfläche angeordnet. Ferner empfiehlt sich die Rückführung eines Teiles des Schlammes zwecks Anwendung des Kontakt-Schlammverfahrens. Dieser Teilstrom des Schlammes kann beispielsweise durch eine Öffnung in den Ringraum zwischen Säule und Hülse gelangen, welche unterhalb des Hohlzylinders in der Hülse vorgesehen ist. Im Innern der Hülse wäre in diesem Fall somit eine weitere Leitung anzuschließen, die die zuletzt genannte Öffnung in der Hülse mit der Abwasserzufuhrleitung verbindet.

Die Neuerung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert; Darin zeigen:

Fig. 1 ein für den Einbau der Räumvorrichtung vorgesehenes

Rundklärbecken In einem Querschnitt durch eine Radialebene;

Flg. 2 das Becken gemäß Fig. i in der Draufsicht (zur Hälfte);

Fig. 3 die dem Räumerantrieb zugeordnete Zahnstange im Ausschnitt; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des unteren Bereichs von Becken und Vertikalsäule.

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In Pig. 1 sieht man das eigentliche Becken 1 aus Beton. In diesem ist eine zentral angeordnete Vertikalsäule 2 vorgesehen, um die eine Räumerleiste J>, die radial angeordnet ist, drehbar ist. Auf dem radial äußeren Ende der Räumerleiste ist ein wasserdicht abgekapselter elektrischer Antriebsmotor mit Getriebe 5 vorgesehen, der ein mit der Motorwelle fluchtendes Zahnrad 6 antreibt. Das Zahnrad 6 kämmt mit einer endlosen, am Beckenumfang umlaufenden Zahnstange 7, die, wie Fig. 3 im Einzelnen erkennen läßt, Sprossen 8 mit Rundprofil aufweist.

Die Räumerleiste ist der Länge nach in zwei Abschnitte unter- j teilt, die über ein Gelenk 12 miteinander verbunden sind. Der ' den Antrieb tragende ooere Abschnitt ist mittels einer nicht dargestellten Zugvorrichtung um das Gelenk 12 derart hochschwenkbar, daß der Antrieb sich bei gefülltem Becken oberhalb d2s Wasserspiegels Ij5 befindet und somit gewartet werden kann. Außerdem weist die Räumerleiste als tragendes Element eine Art Stab-Fachwerk auf.Die Stäbe dieses Fachwerkes sind im wesentlichen vertikal angeordnet, was sehr wichtig ist, da hierdurch eine Eindickung des sedimentierten Schlammes herbeigeführt wird.

Als wichtiges Element weist das Klärbecken radiax angeordnete Überlaufrinnen 15 auf, die jeweils eine Vielzahl von V-förmigen Einkerbungen an den überlaufkanten haben, um dem Klarwasser den Übertritt zu gestatten. Diese Rinnen sind mit ihren radial äußeren Enden am oberen Beckenrand abgestützt, mit ihren radial inneren Enden liegen sie an einem Einlaufkörper 17 von im wesentlichen zylindrischer Form auf. Eine feststehende Brücke 19 dient der überwachung des Klärbeckens.

Insbesondere aus Fig. 1 ist eine Leitung 20 zu erkennen, die dem Einleiten des Rohwassers in die Vertikalsäule 2 dient. Das Rohwasser wird in der Vertikalsäule von oben nach unten geführt, während eine im Inneren der Vertikalsäule angeordnete Dickstoffleitung 26 den im Zentrum des Beckens in dessen Mulde angesammelten Schlamm von unten nach oben fördert.

Wie in Fig. 4 im einzelnen dargestellt, ist die Vertikalsäule 2 mit der Räumerleiste 3 drehfest verbunden. L 3 Vertikalsäule 2 ist hohl, d.h. als Rohr ausgebildet und umschließt konzentrisch einen ebenfalls rohrförmigen Träger 25, ferner die bereits genannte, ganz innen liegende Rohrleitung 26 für die Dickstoffabführung. Das Rohr 25 dient als Träger für- die Vertikalsäule 2, die Dickstoffleitung 26 und die Kontrollbrücke 19. Der Träger 25 stützt sich üb^r eine Tragkonstruktion 26 auf dem Boden des Beckens ab. In dem zwischen Dickstoffleitung 26 und rohrförmigen! Träger 25 gebildeten Ringraum 28 fließt das Rohwasser von oben nach unten und tritt in Richtung der ausgezogenen Pfeile durch entsprechende öffnungen 29 und 30 durch den Träger 25 und die Vertikalsäule 2 nach außen. Das Rohwasser befindet sich nun zunächst in dem genannten, zylinderförmigen Einlaufkörper I7, aus welchem er durch Vertikalsehlitze 31 im Mantel dieses Einlaufkörpers (siehe Fig. 1) in den übrigen Beckenraum austritt.

Die Vertikal säule 2 und der rohrförmige Träger 25 sind durch einen Boden 33 abgesperrt. Im Bereich unterhalb dieses Bodens sind wiederum öffnungen 38 und 39 im Träger 25 und in der Vertikalsäule 2, so daß ein Teil des hier vorliegenden Schlämmet, in den Ringraum 28* zwischen Dickstoffleitung 26 und Träger eintreten kann. Dieser Schlammanteil wird sodann durch eine Leitung 40 (zwischen Träger 25 und Dickstoffleitung 26) nach oben abgeführt und in das Rohwasser als Kontaktschlamm injiziert.

An der Vertikalsäule 2 ist im Bereich des Wasserspiegels 13 eine horizontal über den Radius des Einlaufkörpers 17 verlaufende Leiste 42 befestigt, die r.it der Vertikalsäule umläuft und zum Abführen von leichten Schwimmstoffen in einen Auffangbehälter 43 dient. An diesem Auffangbehälter list eine nicht näher dargestellte Tauchpumpe angeordnet, die über eine daran angeschlossene Leitung 44 die Schwimmstoffe aus dem Klärbecken befördert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Einlaufkörper 17 über ein Drucklager 45 an der Vertikalsäule 2 abgestützt.

Strichpunktiert ist in Fig. 1 ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Antrieb der Leiste 42 angedeutet. Dabei ist die Leiste 42 kürzer ausgebildet, so daß der innere trichterförmige Abschnitt des Aunlaufkörpers 17 mit der Brücke 19 verbunden werden kann, wodurch das Drucklager 45 ejitraii§ri 1?ä»&· Die Leiste 42 ist über eine im wesentlichen vertikal verlaufende Spange 46 mit der Räumerleiste 3 verbunden und wird von dieser angetrieben.

Heidenheim (Brenz), den 17. April 1973 DrW/HKh

Claims (1)

1. ap/A 3130 GM J.M. Voith GmbH

   Kennwort: "Rundklärbeckenⁿ . Heidenhelm (Brenz)

   Schutzansprüche

   Räumvorrichtung für ein Rundklärbecken, insbesondere für die Papier-, Zellstoff- und HolzstoffIndustrie, mit wenigstens einer den Boden des Beckens überstreichenden Räumerleiste, einem diese Leiste um eine zentrale Vertikalsäule ξ drehenden Antrieb und einer Anzahl von radial angeordneten ] Überlaufrinne zum Abführen des Klarwassers, dadurch gekenn- ] zeichnet, daß der Antrieb unter Wasser auf dem radial äußeren ' Ende der Räumerleiste (3) in einem wasserdichten Gehäuse angeordnet ist, daß entlang dem Umfang der Behälterwand, und zwar im Bodenbereich, eine endlose Zahnstange (7) vorgesehen ist, mit der ein vom Antrieb getriebenes Zahnrad (6) kämmt, daß das radial innere Ende der Räumerleiste (3) mit der Vertikalsäule (2) drehfest verbunden 1st, und daß zum Zuführen der Antriebsenergie über die Säule und die Räumerleiste am oberen Ende der Säule ein Drehelement vorgesehen ist.

   Räumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Elektromotor aufweist, und das Drehelement als Schleifring-Körper zum Zuführen elektrischen Stromes ausgebildet

   Räumvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, -./⁴UrCh gekennzeichnet, daß die Zähne der Zahnstange (7) als Spro uen (8) oder Bolzen ausgebildet sind.,

   Räumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Antrieb tragender Abschnitt der Räumerleiste (3) oder die gesamte Räumerleiste zum Anheben des Antriebs über den Wasserspiegel (I?) hinaus um ein Gelenk (12) schwenkbar ist./

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   5. Räumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis k dadurchgekennzeichnet, daß die Vertikalsäule (2) hohl ist und an ihrem oberen Ende einen Einlaß, und an ihrem unteren Endbereich einen Auslaß (29) bzw. mehrere Auslässe für das Rohwasser aufweist. ,,

   6. Räumvorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalsäule (2) eine Rohrleitung (26) umschließt, die der Dick^toffabführung dient (Dickstoffleitung), und die unten einen Einlaß und oben einen Anschluß für eine Abführleitung aufweist.

   7. Räumvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vertikalsäule (2) und Dickstoffleitung (26) ein feststehender, auf dem Beckengrund sich abstützender, rohrförmiger Träger (25) vorgesehen ist, der die Dickstoffleitung (26) umsehließt.

   8. Räumvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Dickstoffleitung (26) und Träger (25) gebildete Ringraum (28) der Leitung des Rohwassers dient.

   9. Räumvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Träger (25) und Vertikalsäule (2) gebildete Ringraum der Aufnahme der Energieleitungen für den Antrieb der Räumerleiste (n) (3) dient.

   10. Räumvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalsäule (2) und der Träger (25) unterhalb der Auslässe für das Rohwasser einen Boden (>3) aufweisen, daß unterhalb des Bodens von Vertikalsäule und Träger Einlasse (38,39) für Kontaktschlamm vorgesehen sind, und daß im Ringvaum (28*) zwischen Dickstoffleitung (26) und Träger (25) an den Boden (33) anschließend eine nach oben führende Leitung (40) zum Abführen von Kontaktschlamm vorgesehen ist.

   -f 11. Räumvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß innerhalb des Einlaufkörpers (17)

   im Bereich des Wasserspiegele (12) eine Leiste (42) zum Abführen von Schwimmstoffen angeordnet ist.

   12. Räumvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (42) an der drehbaren Vertikalsäule befestigt ist und von dieser angetrieben wira. s

   IJ. Räumvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (42) mit einer im wesentlichen vertikal verlaufen den Stange (46) verbunden ist, die ihrerseits an der Räumerleiste O) starr angeordnet ist. ,

   Heidenheim, den 17- April 1975
   DrW/HKn