DE7919729U1

DE7919729U1 - Vorrichtung zur aufbereitung von rohwasser, beispielsweise oberflaechenwasser, abwasser o.dgl., im wege der sedimentation

Info

Publication number: DE7919729U1
Application number: DE19797919729U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1980-05-22

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Rohwasser, beispielsweise Oberflächenwasser/ Abwasser oder dergleichen, in einem zylindrischen Behälter im Wege der Sedimentation mittels eines dem Wasser zugegebenen Flockungsmittels.

Nach einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag der Anmelder (G 78 08 217.4) weist der Behälter wenigstens einen tangential zu seiner zylindrischen Wand gerichteten Zuflußstutzen auf, und in dem Behälter ist eine mit seiner zylindrischen ümfangswand einen Ringspalt bildende, den Behälter bis in die Nähe des Bodens durchgreifende, mit auf ihrem Umfang verteilten Durchbrechungen versehene Zwischenwand angeordnet, und in der Behältermitte ist eine axiale, den Behälterboden durchgreifende Rohrleitung vorgesehen, die an ihrem oberen offenen Ende einen den Wasserspiegel des Behälter schneidenden Überlauf bildet.

Bei der Ausführungsform nach dem vorerwähnten Vorschlage wird das Auftreten von aufwärtsgerichteten Sekundärströmungen unterbunden, und das flockenfreie Klarwasser kann durch die Behältermitte nach unten abgeführt werden

Bei azimutalem Einströmen einer Flüssigkeit in einen zylindrischen Behälter treten zwangsläufig Sekundärströmungen auf, die zu einer vertikalen Aufwärtsströmung der Flüssigkeit in der Behältermitte führen, was als sogenannter Teetassen-Effekt bezeichnet wird. Das Auftreten dieser Sekundärströmung in der Behältermitte, die in ihrer Aufwärtsrichtung erheblich größer ist als die Sinkgeschwindigkeit der Flocken, hat es bisher verhindert, bei der Sedimentation von Rohwasser mit einem tangential in einem zylindrischen Behälter eingeführten Rohwasserstrom zu arbeiten, trotzdem durch die tangentiale Einführung in den Behälter eine gleichmäßige Durchströmung des Behälters radial zur Mitte hin unter Ausnutzung der gesamten Behältervolumens sich ergibt. Durch die Zwischenwand wird die Eintritts Umfangsgeschwindigkeit des Rohwassers so weit abgebremst, daß die zu dem Teetassen-Effekt führenden, am Umfang abwärts- und in der Mitte des Behälters aufwärtsgerichteten Sekundärströmungen unterbunden werden, so daß in der Behältermitte die gebildeten Flocken sich auf dem Behälterboden absetzen und das Klarwasser durch die Behältermitte nach unten abgeführt werden kann.

Das durch die Zwischenwand abgebremste Rohwasser fließt nach Passieren der Zwischenwand in radialen Richtungen der mittigen Rohrleitung des Behälters zu, wo es in der Nähe der Rohrleitung nach oben strömt, da das Klarwasser über den oberen Rand der Rohrleitung abgeführt werden muß.

Die Vorrichtung nach dem vorerwähnten Vorschlage arbeitet immer dann in vollem Umfange befriedigend, wenn die Geschwindigkeit des in den Behälter einströmenden Rohwassers, die von der Behältergröße und der Ausbildung der Zwischenwand abhängig ist, einen maximalen Wert nicht überschreitet. Wird dieser Wert jedoch aus irgendeinem Grunde überschritten, so erhöht sich zwangsläufig auch die Geschwindigkeit der Aufwärts strömung des Wassers in der Nachbarschaft der Rohrleitung, so daß die Gefahr besteht, daß insbesondere kleine gebildete Flocken in die Rohrleitung eintreten können, so daß in solchen Ausnahmefällen ein einwandfreies Klarwasser nicht erhältlich ist.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung nach dem varerwähnten Vorschlage so weiterzubilden, daß auch dann ein flockenfreies Klarwasser erhalten wird, wenn der maximale Wert der Zuströmgeschwindigkeit des Rohwassers überschritten wird.

II ti

I Il ·

III ·

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst durch die in seinem kennzeichnenden Teil unter Schutz gestellten Merkmale.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch unter Schutz gestellten Neuerung dar.

Durch die neuerungsgemäße Anordnung des den im Behälter befindlichen Teil der Rohrleitung übergreifenden, mit Ringschlitzen versehenen Rohres ist gewährleistet, daß das im Behälter befindliche Wasser praktisch bis zu dem Rohr in waagerechter Richtung strömt und durch die über die Länge des Rohres verteilten Ringschlitze dem Ringspalt zwischen dem Rohr und der Rohrleitung zugsi'ührt wird, so daß die Aufwärtsströmung zum oberen Ende der Rohrleitung in dem Ringspalt erfolgt. Hierdurch ist gewährleistet, daß auch in dem Rohwasser gebildete kleinere Flocken sich auf ihrem Weg zu dem Rohr absetzen können, so daß auch bei Überschreitung der zulässigen Strömungsgeschwindigkeit des Rohwassers verhindert wird, daß diese kleinen Flocken in das Reinwasser eingetragen werden.

Für die in dem Ringspalt aufwärtsgerichtete Strömung ist die Bernoulli'sehe Gleichung maßgebend:

wobei c die Strömungsgeschwindigkeit, ρ der Druck der Strömung,^f die Dichte des strömenden Mediums und k eine Konstante ist. Auch sideser Gleichung ergibt sich, daß bei steigender Geschwindigkeit der Druck entsprechend der Gleichung absinkt. Bei beispielsweise vier Ringschlitzen in dem die Rohrleitung übergreifenden Rohr werden vier Teilströme des im Behälter befindlichen Wassers in den Ringspalt zwischen dem Rohr und der Rohrleitung eingeleitet, die im Interesse einer gleichmäßigen Abführung aus dem Behälter einander gleich sein müssen.

In den unteren Ringschlitz muß bei vier Ringschlitzen ein Viertel des Wassers, in den darüberliegenden Ringschlitz ein zweites Viertel, in den darüberüegenden Ringschlitz ein drittes Viertel und in den letzten oberen Ringschlitz ein viertes Viertel des Wassers eintreten. Zufolge der durch die Ringschlitze stufen-

weise sich erhöhenden in dem Rohr nach aufwärts strömenden Wasseranteile steigt die Strömungsgeschwindigkeit ebenfalls entsprechend stufenweise in dem Ringspalt. Es ergeben sich durch den stuferweisen Druckabfall nach der vorstehend angegebenen Gleichung in den über dem unteren Ringschlitz angeordneten Ringschlitzen Saugwirkungen, so daß bei Aufrechterhaitung der gleichen Breite aller Ringschlitze eine gleichmäßige Abführung des Reinwassers aus dem Behälter nicht mehr gewährleistet ist. Aus diesem Grunde nimmt die Breite der Ringschlitze von oben nach unten derart zu, daß ein gleicher Zufluß des Wassers zu allen Ringschlitzen gewährleistet ist. Um eine einwandfreie Strömung in dem Ringspalt zu erhalten, ist die Querschnittsflache des Ringspaltes annähernd gleich der Querschnittsfläche der Rohrleitung, und schließlich ist die Summe aus der Höhe der durch die Ringschlitze gebildeten Teile des Rohres und aus der jeweils zugeordneten Schlitzbreite bei allen Rohrteilen gleich.

Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung, und es bedeutet:

ItIt I t ·

11 t t

Abb. 1 schematische Darstellung der Vorrichtung;

Abb. 2 schematische Darstellung mit drei Ringschlitzen; und

Abb. 3 Darstellung mit vier Ringschlitzen,

Die Abb. 1 zeigt den zylindrischen Behälter 1 mit seiner Zwischenwand 3 und den zwischen der Zwischenwand 3 und dem Umfang des Behälters 1 bestehenden Ringspalt 4; in der Behältermitte ist die axiale Rohrleitung 7 angeordnet, der das Wasser aus dem Behälter entsprechend der gezeigten Pfeile zuströmt.

Bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung gemäß Abb. 2 ist ein Rohr 13 angeordnet, das koaxial den in dem Behälter 1 befindlichen Teil der Rohrleitung 7 übergreift und mit dieser einen Ringspalt 23 bildet. Das Wasser wird, wie die Abb. 2 zeigt, aus dem Behälter in waagerechter radialer Strömung bis praktisch unmittelbar an die Wandung des Rohres 13 geführt, wo es in die einzelnen Ringschlitze eintritt und in dem Ringspalt 23 nach oben strömt und über den oberen freien Rand der Rohrleitung

11*1 It I ·

ti t t ·

• II·

- 10 üoerläuft, um nach unten abgeführt zu werden.

Die Abb. 3 zeigt das Rohr 13 in vergrößertem Maßstab, das mit den vier Ringschlitzen 18 bis 21 ausgestattet ist. Die Ringschlitze werden durch schmale, auf dem Umfang gleichmäßig verteilte Stege 22 überbrückt, so daß durch Ausstanzung der Ringschlitze 18 bis 21 das Rohr 13 in fünf Echrabschnitte 14 bis 17 und 24 unterteilt ist. Das Rohr 13 bildet mit der Rohrleitung 7 einen Ringspalt 23. Das dem Rohr 13 in vzaagerechter Richtung aus dem Behälter zuströmende Wasser tritt gleichzeitig durch die vier Ringschlitze 18 bis 21 in den Ringspalt 23 ein, wobei durch die von unten nach oben sich verringernde Breite der Ringschlitze 18 bis 21 gewährleistet ist, daß durch jeden Ringschlitz 18 bis 21 ein gleicher Wasseranteil, nämlich je ein Viertel des Wassers, eintritt Die Querschnittsfläche des Ringsp^ltes 23 _st annähernd gleich der Querschnittsfläche der Rohrleitung 7. Das Rohr 13 ruht mit seinem unteren Rohrteil 17 auf dem Boden des Behälters 1 auf, und die Höhe der einzelnen Ringteile zuzüglich des zugeordneten Ringschlitzes ist eine für jeden Ringteil gleichbleibende Größe. Die Höhe des Rohrteiles 17 zuzüglich der Breite

·■· ··♦···· 4111 AtJ

- ii -

des Ringschlitzes 21 ist gleich der Höhe des Rohrteiles 16 zuzüglich der Breite des Ringschlitzes 20. Das gleiche gilt auch für die darüberliegenden Rohrteile.

Claims

SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Aufbereitung von Rohwasser, beispielsweise Oberflächenwasser, Abwasser oder dergleichen, in einem zylindrischen Behälter im Wege der Sedimentation mittels eines dem Wasser zugegebenen Flockungsmittels, bei der der Behälter »ι rrc-H^r» <

seiner zylindrischen

Wand gerichteten Zuflußstutzen aufweist, und wobei in dem Behälter eine mit seiner zylindrischen ümfangswand einen Ringspalt bildende, den Behälter bis va die Nähe des Bodens durchgreifende, mit auf ihrem Umfang verteilten Durchbrechungen versehe ne Zwischenwand angeordnet ist, und in ier Behälter mitte eine axiale, den Behälterboden durchgreifende Rohrleitung vorgesehen ist, die an ihrem oberen offenen Ende einen den Wasserspiegel des Behälters schneidenden überlauf bildet, dadurch gekennzeichnet , daß der in der Behältermitte axial angeordneten, den Behälterboden durchgreifenden Rohrleitung (7) ein auf dem Boden des Behälters (1) sich abstützendes, den im Behälter (1) befindlichen Teil der Rohrleitung (7) koaxial unter Bildung eines Ringspaltes (23) um-

ι.ί Ϊ

greifendes, das freie Ende der Rohrleitung (7) übergreifendes Rohr (13) zugeordnet ist, das mit im Abstand über seine Länge verteilten, waagerechten Ringschlitzen (18, 21) versehen ist, die durch kurze, beispielsweise drei oder vier gleichmäßig über ihren Umfang verteilte schmale Stege (22) überbrückt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Ringschlitze (18 bis 21) des Rohres (13) von oben nach unten derart zunimmt, daß jeder Ringschlitz (13 bis 28) in der Zeiteinheit von der gleichen Wassermenge durchflossen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Ringspaltes (23) zwischen der Rohrleitung (7) und dem diese umgebenden Rohr (13) annähernd gleich ist deir. Querschnitt der Rohrleitung (7^λ ,

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Höhe jedes durch die Ringschlitze (18 bis 21) des Rohres (13) gebildeten Rohrteile und die aus der zugehörigen Schlitzbreite (18 bis 21) gebildete Summe gleich ist.