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Klärbecken zum Abscheiden spezifisch schwerer Schwebestoffe aus einer
Flüssigkeit Die Wirkungsweise eines Klärbeckens zum Abscheiden spezifisch schwerer
Schwebestoffe aus Flüssigkeiten durch Absetzanlassen beruht darauf, die Schleppkraft
des Flüssigkeitsstromes durch Verringerung seiner Strömungsgeschwindigkeit Vorübergehend
im Becken herabzusetzen oder fast aufzuheben. so daß die Schwebestoffe, die spezifisch
schwerer als dieFlüssigkeit sind, absinken und sich auf dem Becl,#enboden absetzen
können. Die Leistung eines @Klärläeckens Hängt davon ab. daß es gelingt, die !Geschwindigkeit
möglichst aller Teile der Behandelten Flüssigkeit an allen Stellen des Klärraumes
zwischen Ein- und Auslauf unter jenem bestiininten Wert (Grenzgeschwindigheitl zu
halten. dessen Cberschreitung -finit einer heträchtliehen Verringerung der Fallgeschwindigkeit
der Sedimente verbunden ist und deren Absetzen im Klärbecken Verhindert bzw. abgesetzte
Stoffe erneut in Suspension bringt. Lm dabei eine unwirtschaftlich große Bemessung
des Klärbeckens zu Vermeiden, 1111113 der Geschwindigh.eitswechsel des Flüssigkeitsstromes
im Becken auf möglichst kleinem Raum erfolgen.
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Die bisher bekannten Klärbecken tragen den dargelegten Gesichtspunkten
nicht oder nur ungenügend Rechnung. Bei ihnen leitet znaii die Uelclärte Flüssiglzeit
in der Regel an der Oberfläche, also nur aus einer sehr begrenzten Zone der Beckenfüllung
über feste oder bewegliche Leberfälle ab. Der die Anlage durchfließende ])reite
Wasserstrom
wird dabei spiraiig nach oben in den über der überfallkante
nur wenige Zentimeter dünnen Wasserfaden gewunden. Bei vollem Fließwechsel aller
Wasserteilchen bilden sich infolgedessen Wirbelstreifen mit horizontalen und vertikalen
Achsen, in denen eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit herrscht und die durch ihr
ungeordnetes Fließen den Absetzvorgang stören bzw. bereits abgesetzte Sedimente
wieder aufwirbeln.
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Zur Beseitigung dieser Mängel ist vorgeschlag; ii «-orden, eine gelochte
Wand oder Beruhigungsgitter vor dem als Überfall ausgebildeten Ablauf im Klärbecken
anzuordnen. Einen wesentlichen Einfluß auf die Flüssigkeitsströmung im Becken hat
aber diese bekannte Anordnung nicht. Denn dabei ist zwischen dem Beckenboden und
der Zwischenwand ein breiter Schlitz frei geblieben, durch den der Flüssigkeitsstrom
unter Aufwirbeln des abgesetzten Schlammes zieht, sobald die Zwischenwand irgendeine
Drossel- oder Stauwirkung die Voraussetzung für -eine Beeinflussung des Flüssigkeitsstromes
wäre. ausüben würde.
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Es kommt hinzu, daß sich die Wirkung eines Klärbeckens nicht nur auf
die Abscheidung der absetzbaren Schwel)estoft.e beschränkt. Die Klärbecken dienen
meist auch als Ausgleic.'hsbehälter für den Abwasserabfluß und zur Glättung von
Abwasserwellen, so daß die Ableitung des Abwassers in den Vorfluter oder weitere
Behandlungsanlagen für die Flüssigkeit gleichmäßiger wird. Becken mit festem Überfall
lassen diese sehr erwünschte Nebenwirkung der Kläranlage nicht oder nur unzureichend
in Erscheinung treten. Das gleiche gilt praktisch auch für die bekannten veränderlichen
Überfälle mit teleskopartig ineinanderschiebbaren Schwimmkörpern, da sich die einzelnen
Abschnitte dieser beweglichen Überfälle leicht festsetzen und ihre Höhenlage erst
ändern, wenn ein beträchtlicher Unterschied im Füllungsgrad des Beckens @.ingetreten
ist. Die Folge ist, daß auch bewegliche Überfälle zur stoßweisen Wasserabgabe Anlaß
geben, die ,den Absetzvorgang erheblich beeinträchtig,_n kann.
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Schließlich ist als Nachteil der festen Überfälle noch zu erwähn-en,
daß sie bei veränderlichem Wasserstand im Vorfluter zur Vermeidung eines Rückstaues
im Klärbecken so hoch angeordnet werden müssen, daß das Klärbecken auch beim höchsten
Wasserstand im -Vorfluter arbeitet. Dies bedeutet, daß die zu klärende Flüssigkeit
auch dann, wenn im Vorfluter ein wesentlich niedrigerer Wasserstand herrscht, auf
den höchsten Stand gehoben werd"n muß, was einen erlieblic'hen Kraftverbrauch bedingt.
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Der Leitgedanke der Erfindung besteht demgegenüber darin, zur gleichmäßigen
Verteilung der strömenden Flüssigkeit über den Querschnitt der Feclen in den dasselbe
begrenzenden Stauwänden (Ein- bzw. Auslaßwand) Durchflußöffnungen in Form von funktionell
sich bis über den höchsten Flüssigkeitsstand vor der Stauwand erstreckenden, im
wesentlichen senkrechten Schlitzen vorzusehen. Gemäß der Erfindung wird also der
Absetzraum des Klärli.,-clzens mit der Ablaufrinne durch eine Reihe von überdieBeckenwandverteiltenÖffnungen
verbunden, die so bemessen sind, daß die Beckenfüllung an der mit den Öffnungen
versehenen B,-ckenwand über den Flüssigkeitsstand in der Ablaufrinne angestaut wird.
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Vorzugsweise werden dabei gemäß der Eifindung die Verbindungsöffnungen
zwischen Ablaufrinne und Klärbecken in Form von im wesentlichen senkrechten Schlitzen
ausgebildet, die sich vorteilhaft über die ganze Höhe der Beckenwand erstrecken
und sich nach der Ablaufrinne zu erweitern.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungsöffnungen
zwischen Absetzraum und Ablaufrinne an einem hohlen Tauchkörper, z. B. einem Rohrkörper,
ang-'ordnet, der innerhalb des Beckens liegt und sich rückwärts in die Ablaufrinne
öffnet.
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Ein weiteres Merkmal des Erfindungsgeg--nstandes besteht darin, daß
an den öffnungen oder Schlitzen der Stauwand je ein die Schlitzbreite überdeckender
Tauchkörper, beispielsweise ein schwimmfähiger Hohlkörper, versc siebbar angeordnet
ist, welcher zum Zurückhalten von Schwimmstoffen an der Wasseroberfläche dient.
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Die Ablaufrinne braucht sich beim Erfindungsgegenstand nicht über
die ganze Höhe des Klärbeckens zu erstrecken, wenn nach einem weiteren :Merkmal
der Erfindung der unterhalb der Ablaufrinne liegende TCil der Ablaufschlitze mit
der Rinne durch rückwärtige Kanäle verbunden wird.
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Die Breite bzw. der Abstand der Schlitze wird gemäß der Erfindung
so bemessen, daß eine gleichmäßige Flüssigkeitsströmung im Becken entst-elit. Hierbei
wird berücksichtigt, daß bei einseitiger Ableitung der Flüssigkeit aus :der Ablaufrinne
unter Umständen auch in der Rinne ein verschiedener Wasserstand herrscht, d,-r eine
Rückwirkung auf die Flüssigkeitsströmung im Becken haben kann, wenn der freie Querschnitt
der Ablaufschlitze in der Beckenwand nicht entsprechend eingestellt wird.
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Die erfindungsgemäße Kläreinrichtung bietet folgende -,vesentlichen
Vorteile: i. Es ist bei der Einrichtung möglich, die Flüssigkeit aus dem Klärbehälter
praktisch über dessen ganze Höhe gleichmäßig abzuleiten; dadurch läßt sich der gesamt;
Innenraum des Klärbeckens für den Klärvorgang ausnutzen, wodurch die Leistungsfähigkeit
der Anlage erheblich gesteigert wird; 2. die Geschwindigkeitsänderungen zwischen
Klärraum und Ablaufrinne gehen ohne die eingangs dargelegten Wirl>elstrombil.dungen
vor sich; eine Rückwirkung der Strömungsverhältnisse in der Ablaufrinne auf die
im Klärraum ist dabei ausgeschlossen, weil in den Verbindungsöffnungen durch den
Unterschied der Wasserspiegel bzw. den dadurch li:dingten Druckabfall in jedem Betriebszustand
ein zur Ablaufrinne gerichteter Flüssigkeitsstrom aufrechterlialt-ei1 bleibt; 3.
sowohl bei erhöhtem Wasserspiegel im Vorfluter als auch bei stärkerem Trübezulauf,
Ltispielsweise bei der Abwasserklärung infolge voii Regenwetter stellt sich die
Flüssigkeitshöhe im
Klärl-)ecken selbsttätig nett ein, und die Klärwirkung
des Beckens bleibt bei jeder Höhenlage des Flüssigkeitsspiegels voll erhalten; 4.
w:nn sich der Klärrauen schief stellen sollte, beispielsweise infolge eitler Fundament-
oder Bodensenkung. bleibt die Kl@irwirlcung des Beckens erhalten, da, im Gegensatz
zum festen Überfall, das geklärte Wasser aus dein Klärbecken gleichmäßig an der
ganzen Ah-
]aufwand durch die Wandöffnungen austreten kann und damit ein gleichmäßiges
Durchfließen durch da: BeA@n gewährleistet ist.
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Die Vorrichtung ist in der Zeichnung für die _\l>laufseite eines runden,
radial durchflossenen Klärliecl>ens Beispielsweise dargestellt; sie kann ehensogut
für I' ecl>en anderer Form, z. B. an d,er Ablaufseite eines rechteckigen parallel
durchflossenen Beclzeiis, zur _@n wendung kommen.
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Ahle. t ist ein v ertikal@er Schnitt und
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Ahh. 2 der dazugehörige Grundrili durch ein rundes Islärbecken gemäß
der Erfindung.
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Das Klärbecken i ist mit Abflußöffnungen 6 vers,'heti, die hei der
dargestellten Ausführung die Foren senkrechter durchgehender Schlitze haben. Diese
vertikalen Ablaufschlitze werden gleichmäßig oder in sonst geeigneter Weise auf
die Ablaufwand verteilt und sind in der Anzahl den Umständen und \otwenrli,@lceiren
entsprechend zu «wählen. Das Rohwasser «wird durch einen Zuflußkanal2 unter der
Beckensohle 3 her nach der Mitte des Beckens ",eleitet und gleichmäßig auf den Querschnitt
des Kl<ii-r2iunies verteilt; d. ist der Triclit-er zur Aufnahine des ausgefallenen
Schlammes; die radiale Wasserbewegung finit einer von der -litte nach außen abnehmenden
Geschwindigheit ist durch Linien ; dargestellt, 6 zeigt den vertikalen Ablauf als
Schlitz, durch den das Wasser in die Ablaufrinne oder in den tieferen Lagen vorerst
in den zur Ablaufrinne ansteigenden Kanal 7 einfließt; 8 zeigt ein Rohr mit den
vertikalen Ablaufschlitzen, 9 die Breite des Schlitzes, die von der Durchtrittsgesch«w
indigkeit der Flüssigkeit durch den Schlitz und von der Drucldiöhe io abhängig ist,
die durch das Wasserspiegel-gefäll,e im Becken i und in der Ablaufrinne i-[ entsteht
und die durch das Wasser-s p1egelgefälle der Ablaufrinne verschieden ist;
ii zeigt die schwimmende Tauchwand; 12 stellt deal aufgestauten Klärraum dar, 13
d,en in diesem Staurauen angeordneten vertikalen Ablauf, i.1 die _\1:>laufrinne,
1,3 die Umschließungswand. Der Reihungswiderstand in dein Kanal ? oder in dem Mohr
8 kann bei der Druckhöhe io herücksichtiat werden.