DE9101949U1 - Device for periodically introducing a water surge into two separate areas in a wastewater treatment plant - Google Patents
Device for periodically introducing a water surge into two separate areas in a wastewater treatment plantInfo
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Description
Dipl.-Ing. W. Maucher Dipl.-Ing. W. Maucher
7800 Freiburg i. Br. -1 -7800 Freiburg i. Br. -1 -
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19.1-80, 199119.1-80, 1991
Werner NiIl, Eigenheimweg 45, 8400 WinterthurWerner NiIl, Eigenheimweg 45, 8400 Winterthur
Vorrichtung zum periodischen Einleiten eines Wasserschwalles in zwei voneinander getrennte Bereiche in einer AbwasseranlageDevice for periodically introducing a surge of water into two separate areas in a wastewater treatment plant
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum periodischen Einleiten eines Wasserschwalles in zwei Bereiche in einer Abwasseranlage gemäss Oberbegriff des Pftteft^cnspruches 1.The subject of the present invention is a device for periodically introducing a water surge into two areas in a wastewater system according to the preamble of claim 1.
Bisher ist für jeden Bereich, der periodisch gespült werden musste, eine fest angeordnete oder eine längs dem Abwasserbecken verfahrbare Spülvorrichtung, z.B. eine Spülkippe, vorgesehen worden. Dies ist mit hohen Kosten verbunden.Up to now, a fixed flushing device or a flushing device that can be moved along the wastewater basin, e.g. a flushing tip, has been provided for every area that had to be flushed periodically. This is associated with high costs.
Aus der Schweizer Patentschrift 664,255 ist eine Kläranlage bekannt, bei der zum periodischen Einleiten eines abzumessenden Quantums von zu reinigendem Abwasser über der Kläranlage eine um eine Achse schwenkbar gelagerte, durch eine Wand in zwei getrennte, spiegelsymmetrisch ausgebildete Kippenteile aufgeteilte, oben offene Kippe schwenkbar angeordnet ist. Mit dieser Kippe, die begrenzt durch entsprechende Rückhalteorgane um einen Winkel von ca. 45° schwenkbar ist, wird erreicht, dass die in der oben liegenden Kammer aufgefangene und gemessene Abwassermenge, die aus einem sehr kleinen Zufluss stammen kann, als gesamtes über der Oberfläche des mit mineralischen Stoffen gefüllten Klärbeckens verteilt und durch die mineralischen Stoffe hindurchsickern kann. Die aus der obengenannten Schweizer Patentschrift bekannte Vorrichtung ermöglicht das Speichern und Abmessen einer vorgebbaren, kleinen Menge zufüessenden Abwassers und die portionenweise Verteilung desselben über einenA sewage treatment plant is known from Swiss patent specification 664,255, in which a tilting device is pivotably mounted on an axis above the sewage treatment plant, divided by a wall into two separate, mirror-symmetrical tilting parts and open at the top, for the periodic introduction of a measured quantity of sewage to be cleaned. This tilting device, which can be pivoted by an angle of approx. 45° limited by corresponding retaining elements, ensures that the amount of sewage collected and measured in the upper chamber, which can come from a very small inflow, is distributed as a whole over the surface of the sewage treatment tank filled with mineral substances and can seep through the mineral substances. The device known from the above-mentioned Swiss patent specification enables the storage and measurement of a predeterminable, small amount of inflowing sewage and the distribution of the same in portions over a
oder zwei nebeneinanderliegenden mit mineralischen Stoffen gefüllten Klärvorrichtungen.or two adjacent purification devices filled with mineral substances.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher abwechslungsweise ein energiereicher Wasserschwall in zwei voneinander getrennte, jedoch z.B. nebeneinander angeordnete Bereiche, Kammern und dgl. eingeleitet werden kann.The invention is based on the object of creating a device with which an energy-rich water surge can be alternately introduced into two separate, but for example adjacent, areas, chambers and the like.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des- ^Zuspruches 1.This task is solved by the characteristic features of the- ^promise 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Es gelingt mit der erfindungsgemässen Spülkippe, die darin gespeicherte Wassermenge abwechslungsweise in zwei nebeneinander- oder übereinanderliegende Becken in einem annähernd vertikal nach unten gerichteten Schwall innert kürzester Zeit abzuwerfen, so dass dessen gesamte Energie z.B. zum Ablösen von abgesetzten Festkörpern, zum Reinigen von Böden, Wänden. Sieben, Einrichtungen und Anlagebestandteilen aller Art. von abgelagertem Schmutz und Abwasserbestandteilen und Siebgut herangezogen werden kann. Die geometrische Querschnrttsform der Kippe ermöglicht eine · für den Abwurf des Wassers ideale Neigung der Böden der Spülkippe bei grösstmöglicher Speicherkapazität. Durch den Einbau von Zwischenwänden in Längs- und/oder Querrichtung kann das Speichervolumen einer oder beider Kammern verändert werden und damit die mit Wasser zu beaufschlagenden Bereiche in unterschiedlichen Abständen und ungleichen Mengen bedient werden.The inventive flushing bucket makes it possible to discharge the water quantity stored in it alternately into two adjacent or superimposed basins in an almost vertically downwards directed torrent within a very short time, so that the entire energy can be used, for example, to remove deposited solids, to clean floors, walls, sieves, equipment and system components of all kinds of deposited dirt and waste water components and screenings. The geometric cross-sectional shape of the bucket enables the floors of the flushing bucket to be inclined in an ideal way for the discharge of water with the greatest possible storage capacity. By installing partition walls in the longitudinal and/or transverse direction, the storage volume of one or both chambers can be changed and the areas to be supplied with water can thus be supplied at different distances and in unequal quantities.
Die Lage des Drehpunktes und der Resultierenden der Gewichte des gefüllten Kippenteüs ergeben ein periodisches links-rechts-Kippen um eine Drehachse. Durch Verschieben der Drehachse senkrecht nach oben oder unten kann der Zeitpunkt des Kippens und damit der Füllungsgrad reguliert werden.The position of the pivot point and the resultant of the weights of the filled tipping bowl result in a periodic left-right tilting around a rotation axis. By moving the rotation axis vertically up or down, the time of the tipping and thus the degree of filling can be regulated.
Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail using illustrated embodiments. They show:
Spülkippe, Figur 2 einen Querschnitt durch eine Spülkippe auf Säulen,Flushing tip, Figure 2 a cross-section through a flushing tip on columns,
Figur 3 einen Querschnitt durch eine Spülkippe mit zwei unterschiedlich grossen Kammern,Figure 3 shows a cross-section through a flushing tip with two chambers of different sizes,
Figur 4 eine Ansicht einer seitlich aufgehängten Spülkippe, Figur 5 einen Querschnitt durch ein zweistöckiges Becken mit einer Spülkippe für beide Beckenbereiche,Figure 4 shows a view of a side-mounted flushing tip, Figure 5 shows a cross-section through a two-level basin with a flushing tip for both basin areas,
Figur 6 einen Querschnitt durch ein Becken mit einem Sieb, Figur 7 einen Querschnitt durch ein Becken mit einem Sieb in einer weiteren Ausführungsform undFigure 6 shows a cross section through a basin with a sieve, Figure 7 shows a cross section through a basin with a sieve in a further embodiment and
Figur 8 einen Querschnitt durch ein Becken mit einem Sieb in einer weiteren Ausführungsform.Figure 8 shows a cross section through a basin with a sieve in a further embodiment.
Die in Figur 1 dargestellte, an der Decke eines Bauwerkes 1 aufgehängte Spülkippe 3, deren axiale Länge entsprechend der Länge des Bauwerkes oder grosser oder kleiner ausgebildet sein kann, weist eine im wesentlichen trapezförmige Gestalt auf. Die längere der beiden im wesentlichen parallel und bei unterschiedlich grossen Kammern auch nicht-parallel verlaufenden Seiten des Trapezes bilden die ausflussseitigen Wände 5,6 mit den Ausgusskanten 7 und 9 der beiden Spülkammern 11 und 13, welche durch eine Zwischenwand 15 getrennt sind. Die Zwischenwand 15 kann auch durch zwei Wände 15", 15" beliebiger Form mit oder ohne gegenseitigem Abstand ersetzt werden. Die kürzere Seite des Trapezes, welche den Wänden 5.6 gegenüber liegt, bildet die dritte Wand 17 bzw. 18 der beiden Kammern 11 und 13. Seitlich sind die Kammern 11,13 durch Seitenwände verschlossen.The flushing tip 3 shown in Figure 1, suspended from the ceiling of a building 1, whose axial length can be designed to correspond to the length of the building or larger or smaller, has an essentially trapezoidal shape. The longer of the two sides of the trapezoid, which are essentially parallel and, in the case of chambers of different sizes, also non-parallel, are formed by the outflow-side walls 5, 6 with the pouring edges 7 and 9 of the two flushing chambers 11 and 13, which are separated by an intermediate wall 15. The intermediate wall 15 can also be replaced by two walls 15", 15" of any shape with or without mutual spacing. The shorter side of the trapezoid, which is opposite the walls 5.6, forms the third wall 17 or 18 of the two chambers 11 and 13. The chambers 11, 13 are closed off at the sides by side walls.
In der Ebene der Zwischenwand 15, wenn sie symmetrisch angeordnet ist, verläuft die Drehachse A. In der Achse A liegen zwei je die Seitenwände 19 überragende Wellenzapfen 21. welche in Lagerbüchsen 23 in der Wand des Bauwerkes 1 oder an entsprechend am Boden oder an der Decke angeordneten Trägern 25 befestigt sind. Am Träger 25 oder am Bauwerk 1 können Puffer 27 befestigt sein, welche die Schwenkbewegung der Spülkippe 3 begrenzen und den Aufschlag dämpfen. Der gleiche Effekt kann durch eine Verschiebung des Drehpunktes von der Achse erreicht werden. Somit kann die Kippe auch ohne Anschläge/Puffer ausgeführt werden. Die beiden offenen Bereiche der beiden Kammern 11 und 13, kurz Ausgussöffnungen 29 und 31 genannt, liegen in einem Winkel alpha zueinander, dessen Grosse von den jeweiligen Einbaubedingungen und Spülanforderungen variieren kann, z.B. von 45° bis 120°.The axis of rotation A runs in the plane of the partition wall 15 when it is arranged symmetrically. In the axis A there are two shaft journals 21, each projecting beyond the side walls 19, which are fastened in bearing bushes 23 in the wall of the structure 1 or on supports 25 arranged accordingly on the floor or ceiling. Buffers 27 can be fastened to the support 25 or to the structure 1, which limit the swivel movement of the flushing tip 3 and dampen the impact. The same effect can be achieved by shifting the pivot point from the axis. The tip can therefore also be designed without stops/buffers. The two open areas of the two chambers 11 and 13, called pouring openings 29 and 31 for short, are at an angle alpha to each other, the size of which can vary depending on the respective installation conditions and flushing requirements, e.g. from 45° to 120°.
In der Ausführungsform der Spülkippe 3 gemäss Figur 2, welche auf einemIn the embodiment of the flushing tip 3 according to Figure 2, which is mounted on a
am Boden des Bauwerkes 1 stehenden Träger 25 schwenkbar getragen wird, verlaufen die beiden Wände 5 der Kammern 11 und 13, welche die Ausgusskanten 7 und 9 aufweisen, beispielsweise in einem stumpfen Winkel beta von 220° bis 90°. Die gegenüberliegende dritte Wand 17,18 der Kammern 11,13 ist bogenförmig ausgeführt, damit bei grösstmöglichem Volumen der Kammern 11,13 die Spülkippe 3 möglichst nahe der Decke des Bauwerkes eingebaut werden kann. Anstelle einer Zwischenwand 15, welche die beiden Kammern 11 und 13 voneinander trennt, können auch V-förmig nach oben oder unten verlaufende Zwischenwände 15' und 15" eingesetzt sein, um den Schwerpunkt der Spülkippe 3 zu verlagern und damit den Kippzeitpunkt und damit die Füllmenge zu verändern und/oder die Anschläge zu ersetzen.is pivotably supported by a support 25 standing on the floor of the structure 1, the two walls 5 of the chambers 11 and 13, which have the pouring edges 7 and 9, run, for example, at an obtuse angle beta of 220° to 90°. The opposite third wall 17,18 of the chambers 11,13 is curved so that the flushing tip 3 can be installed as close to the ceiling of the structure as possible with the largest possible volume of the chambers 11,13. Instead of an intermediate wall 15, which separates the two chambers 11 and 13 from each other, intermediate walls 15' and 15" running upwards or downwards in a V shape can also be used in order to shift the center of gravity of the flushing tip 3 and thus change the tipping time and thus the filling quantity and/or replace the stops.
Über den Ausgussöffnungen 29 und 31 können zudem Leitbleche 33 angeordnet sein, welche den austretenden Wasserschwall bündeln. Oberhalb der Spülkippe 3 kann zum Einleiten von Spülwasser eine Speiseleitung 35 angeordnet sein, mittels der abwechslungsweise die beiden Kammern 11,13 mit Spülwasser gespeist werden können.Baffles 33 can also be arranged above the pouring openings 29 and 31, which concentrate the escaping water surge. A feed line 35 can be arranged above the flushing tip 3 to introduce flushing water, by means of which the two chambers 11, 13 can be alternately fed with flushing water.
Die Spülkippe 3 nach Figur 3 weist zwei unterschiedlich grosse Kammern 11,13 auf, um je nach Bedarf auf der einen Seite eine geringere Spülwassermenge bereitzustellen. Damit die Spülkippe 3 dennoch im Gleichgewicht ist. kann auf der Seite der kleineren Kammer 13 ein Ausgleichsgewicht 37 oder die kleinere Kammer 13 durch Einsetzen eines Verdrängungs-Auftriebskörpers (keine Abbildung) gebildet werden. Es kann aber auch die Achse A in die gemeinsame Schwerpunktslinie der beiden Kippenkammern 11,13 verschoben werden, so dass kein Gegengewicht oder Verdrängungskörper nötig ist. Die Achse A liegt dann näher bei der grösseren Kammer (Figur 3).The flushing tip 3 according to Figure 3 has two chambers of different sizes 11,13 in order to provide a smaller amount of flushing water on one side as required. In order to ensure that the flushing tip 3 is nevertheless balanced, a balancing weight 37 can be placed on the side of the smaller chamber 13 or the smaller chamber 13 can be formed by inserting a displacement buoyancy body (not shown). However, the axis A can also be moved into the common center of gravity of the two tipping chambers 11,13 so that no counterweight or displacement body is required. The axis A is then closer to the larger chamber (Figure 3).
Die Kammern 11 und 13 gemäss der Figur 3 weisen bogenförmig veriaufenae Wände 5 auf. Die bogenförmig verlaufenden Wände 5 werden in dieser Ausfühningsform durch die Seitenwände 19 oder zweckmässige Vorrichtungen verbunden sein. Zur Erhöhung der Stabilität können je nach Länge der Spülkippe 3 Zwischenwände eingesetzt werden, welche die gleichen oder andere Masse aufweisen wie die Seitenwände 19; es können aber auch Verstrebungen in Gestalt von Fachwerken verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung einer durchlaufenden Welle in der Achse A. Anstelle der beschriebenen Konstruktion können auch zwei separat hergestellte Kammern 11,13 geeignet miteinander verbunden werden.The chambers 11 and 13 according to Figure 3 have curved walls 5. In this embodiment, the curved walls 5 are connected by the side walls 19 or suitable devices. To increase stability, depending on the length of the flushing tip 3, intermediate walls can be used which have the same or different dimensions as the side walls 19; however, struts in the form of trusses can also be used. Another possibility is to use a continuous shaft in the axis A. Instead of the construction described, two separately manufactured chambers 11, 13 can also be suitably connected to one another.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Spülkippen ist grundsätzlich dieselbeThe operation of the described flushing tippers is basically the same
wie bei einer Spülkippe mit einer einzigen Kammer. Durch eine oder mehrere Speiseleitungen 35 wird Frisch- oder Brauch- oder Abwasser von oben durch die während des Füllvorganges im wesentlichen horizontal liegende Ausgussöffnung 29 bzw. 31 in die Kammer 11 bzw. 13 eingelassen. Sobald eine durch die Anordnung der Schwenk- oder Drehachse A und die Geometrie der Kammern vorgegebene Menge Spülwasser in der Kammer 11 bzw. 13 eingefüllt ist, verlagert sich der Schwerpunkt der Gesamtspülkippe 3 und schwenkt diese aus der in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellten Lage in die neue Lage am Anschlag mit dem Puffer 27, oder sie wird durch die Anordnung des Schwerpunktes in die neue Fülllage gebracht. Dabei ergiesst sich der gesamte Inhalt aus der Kammer 11 als energiereicher Schwall nach unten in einer hydraulischen Fallinie, die nach der Lage der Kippe im Verhältnis zum Wirkungsort bestimmt wird.as with a flushing tip with a single chamber. Fresh or service water or waste water is let into the chamber 11 or 13 from above through one or more feed lines 35 through the discharge opening 29 or 31, which is essentially horizontal during the filling process. As soon as a quantity of flushing water specified by the arrangement of the swivel or rotation axis A and the geometry of the chambers has been filled into the chamber 11 or 13, the center of gravity of the entire flushing tip 3 shifts and swivels it from the position shown in Figures 1, 2 and 3 into the new position at the stop with the buffer 27, or it is brought into the new filling position by the arrangement of the center of gravity. The entire contents of the chamber 11 pour downwards as an energetic surge in a hydraulic fall line, which is determined by the position of the tip in relation to the place of action.
Das kontinuierlich weiter zufliessende Speisewasser aus einer oder mehreren Speiseleitungen 35 beginnt nun, durch die jetzt horizontal liegende Ausgussöffnung 31 der Kammer 13 letztere aufzufüllen, bis auch dort wieder die vorgegebene Menge Wasser vorhanden ist und die Spülkippe 3 in die in den Figuren 1 bis 3 gezeichnete Lage zurückschwenkt.The feed water, which continues to flow in from one or more feed lines 35, now begins to fill the chamber 13 through the now horizontal pouring opening 31 until the specified amount of water is again present there and the flushing tip 3 swings back into the position shown in Figures 1 to 3.
Je nach Grosse des Winkels beta. bzw. der Lage der Wände 5.6. fällt der Wasserschwall steiler oder flacher nach unten. Falls ein Leitblech 33 vorhanden ist, so kann der Wasserschwall zusätzlich gebündelt werden.Depending on the size of the angle beta or the position of the walls 5.6, the water surge falls more steeply or more flatly downwards. If a baffle 33 is present, the water surge can be additionally concentrated.
In den Figuren 5, 6, 7 und 8 sind einige mögliche weitere Anwendungsorte der erfindungsgemässen Spülkippe 3 schematisch dargestellt.Figures 5, 6, 7 and 8 show schematically some possible further application locations of the flushing tip 3 according to the invention.
In einem zweistöckigen Abwasserbauwerk 1 mit einem oberen Abwasserbecken 39 und einem unteren Becken 41 ist die Spülkippe 3 über der Überfallwand 41 des oberen Beckens 39 angeordnet. In der gezeichneten Stellung wird gerade ein Wasserschwall durch die z.B. im Gegenuhrzeigersinn schwenkende Spülkippe 3 entlang der Wand 43 des Bauwerkes nach unten gerichtet, um die auf dem Boden 45 des unteren Beckens 51 angesammelten Ablagerungen gewaltsam abzulösen und wegzuschwemmen. Nach dem Füllen der auf der rechten Seite der Spülkippe 3 liegenden Kammer 11 wird der Inhalt der letzteren beckenseitig entlang der Überfallwand über den Boden 47 des oberen Beckens 39 entleert. Mit der erfindungsgemässen Spülkippe 3 kann dadurch die bei herkömmlichen Bauwerken verwendete Umlenkwand, welche jeweils vor der Spülung in die entsprechende Stellung gebracht werden musste, entfallen. Es kann also nicht nur auf den Bau einer UmlenkwandIn a two-storey sewage structure 1 with an upper wastewater basin 39 and a lower basin 41, the flushing tip 3 is arranged above the overflow wall 41 of the upper basin 39. In the position shown, a torrent of water is being directed downwards along the wall 43 of the structure by the flushing tip 3, which is rotating, for example, counterclockwise, in order to forcibly loosen and wash away the deposits that have accumulated on the floor 45 of the lower basin 51. After filling the chamber 11 on the right-hand side of the flushing tip 3, the contents of the latter are emptied along the overflow wall on the basin side over the floor 47 of the upper basin 39. With the flushing tip 3 according to the invention, the deflection wall used in conventional structures, which had to be brought into the appropriate position before flushing, can be dispensed with. It is therefore not only possible to build a deflection wall
verzichtet werden, sondern auch auf eine entsprechende Mechanik für deren Betätigung. Insbesondere vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn bei einem breiten doppelstöckigen Abwasserbecken eine über der Überfallwand fahrbare Spülkippe angebracht wird. Dies ermöglicht es, mit einer Spülkippe, deren Breite nur ein Bruchteil der Breite des Bauwerkes aufweist, in mehreren sich folgenden Spülgängen dennnoch das gesamte Becken zu reinigen.not only do not require a flushing system, but also an appropriate mechanism for its operation. It is particularly advantageous if a wide, two-story wastewater basin has a flushing tip that can be moved above the overflow wall. This makes it possible to clean the entire basin in several consecutive flushing cycles using a flushing tip that is only a fraction of the width of the structure.
Im Beispiel nach Figur 6 wird mit einer einzigen Spülkippe 3 abwechslungsweise ein von unten nach oben durchflutetes Sieb 49 und ein danebenliegender Bauteil, beispielsweise ein Kanal 51, gereinigt. Je nach der benötigten Spülmenge wird eine symmetrisch ausgebildete oder eine mit unterschiedlch grossen Spülkammern versehene Spülkippe eingesetzt.In the example according to Figure 6, a single flushing tip 3 is used to alternately clean a sieve 49 that is flowed through from bottom to top and an adjacent component, for example a channel 51. Depending on the required flushing quantity, a symmetrically designed flushing tip or one with flushing chambers of different sizes is used.
Im Beispiel nach Figur 7 erfolgt mit der Spülkippe 3 die Reinigung eines Beckens 53 und eines Siebes 49 abwechslungsweise.In the example according to Figure 7, the cleaning of a basin 53 and a sieve 49 is carried out alternately using the rinsing bucket 3.
Im Beispiel nach Figur 8 wird eine Spülkippe für die Reinigung eines Siebes 49 und eines Beckens 53 verwendet.In the example according to Figure 8, a rinsing bucket is used for cleaning a sieve 49 and a basin 53.
Es ist auch möglich, zwei nebeneinander liegende Siebe 49 abwechslungsweise mit einem Wasserschwall aus der Spülkippe 3 zu reinigen (keine Darstellung). Generell ist es möglich, zwei nebeneinander oder in geeigneter Weise übereinander angeordnete Becken oder Siebe und dgl. abwechslungsweise mit einer einzigen Spülkippe 3 mit der gewünschten Wassermenge zu reinigen. Die Spülkippe 3 kann fest angeordnet sein oder, wie bereits erwähnt, entlang den zu spülenden Bereichen fahrbar sein. Für die Zuleitung von Spülwasser ist jeweils nur eine einzige Zuleitung 35 nötig, durch welche Spülwasser kontinuierlich oder bei Bedarf zuführbar ist. Eine Umschaltautomatik oder dergleichen wird nicht benötigt.It is also possible to alternately clean two adjacent sieves 49 with a torrent of water from the flushing bucket 3 (not shown). In general, it is possible to alternately clean two basins or sieves and the like arranged next to each other or suitably one above the other with a single flushing bucket 3 with the desired amount of water. The flushing bucket 3 can be fixed or, as already mentioned, can be moved along the areas to be flushed. For the supply of flushing water, only a single supply line 35 is required, through which flushing water can be supplied continuously or as required. An automatic switchover or the like is not required.
Claims (10)
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