DE9209739U1 - Vorrichtung zur Entnahme von geklärtem Abwasser aus Rundbecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von geklärtem Abwasser aus Rundbecken, das über eine zentrische Einleitung des Abwassers verfügt.

Viele Klärbecken verwenden eine kreisrunde Rinne am Beckenrand als Ablauf. Im Freispiegel fließt Klarwasser über eine gerade oder gezackte Zahnschwelle. Die Entnahmemenge nimmt mit dem Überstauungsgrad zu. Das kreisrunde Klärbecken funktioniert nur dann optimal, wenn die Quellströmung aus dem Mittelbauwerk in alle Richtungen gleichmäßig verteilt abfließen kann.

Dieser Ablauf wird ungünstig durch Algenwachstum im Bereich der zahnschwelle einerseits beeinflußt. Andererseits verändern schon kleine Strömungen der Wasseroberfläche, wie z.B. Wind, die Symmetrie. Im ungünstigsten Fall bleibt damit etwa der halbe Rinnenumfang ungenützt (völlig unterschiedliche Windverhältnisse auf der Lee, verglichen mit der Luvseite. Dies bedeutet, daß über den restlichen Teil die doppelte Menge abströmt, während sich an der Leeseite die Absetzleistung verringert. Schwimmschlamm wird verstärkt mitgerissen, der Betreiber wird mit höhren Abgaben belastet.

Weitere Schwierigkeiten sind darin zu sehen, daß aus den oben genannten Gründen die Zahnschwellenmontage ein aufwendiges Ausnivellieren erfordert. Zudem ist das Wasserniveau nicht getrennt von der Ablaufmenge regelbar. Neben einem hohen Reinigungsaufwand der Rinnen ist mit einer hohen Ablaufbelastung mit Feststoffen zu rechnen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgäbe,zugrunde, die Ablaufmenge zu vergleichmäßigen, dabei zu vergrößern und den Wasserstand im Rundbecken unabhängig vom Abzug des geklärten Abwassers zu machen.

Gelöst wird diese Aufgabe überraschend durch ein unterhalb der Oberfläche des geklärten Abwassers angeordnetes voll gefülltes Tauchrohr zum gleichmäßigen Abzug des geklärten Abwassers.

Es wird also von ,unterhalb der Oberfläche des geklärten Abwassers eine gleichmäßige regelbare Menge zum Ablauf gebracht.

Der Ablauf kann mengengesteuert sein.

Im allgemeinen wird man die Mengensteuerung durch Veränderung des Höhenunterschiedes zwischen dem Wasserstand im Becken und dem Wasserstand im Ablauf vornehmen.

Vorzugsweise ist das Tauchrohr als Ringleitung mit Durchbrechungen gleichen Abstandes voneinander ausgebildet.

Günstig ist es, wenn man die Ringleitung mit einem außerhalb des Rundbeckens angeordneten Ablaufschacht über eine Sammelleitung verbindet.

Zweckmäßig ist eine höhenverstellbare Ablaufeinrichtung zum Ablaufschacht hin angeordnet.

Im allgemeinen wird man die Ringleitung äquidistant zum zentrischen Zulauf anordnen.

Bei richtiger Dimensionierung der Rohröffnungen und -durchmesser genügt gegebenenfalls eine einzige Ablaufleitung durch die Beckenwand. Diese führt zu einer überlaufschwelle, welche unabhängig vom Wasserspiegel geregelt wird. Die Ablaufeinrichtung selbst kann eine Regulierschwelle sein.

Die Mengensteuerung kann durch Veränderung des Höhenunterschiedes zwischen dem Wasserstand im Becken und dem Wasserstand im Ablauf vorgenommen werden.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung kann der Wasserstand im Becken auf variable Höhe gefahren werden.

Der Rohrinnendruck der Rohrleitung am Rohrumfang kann so hoch festgelegt werden, daß am Rohrende noch ein Abfluß unter Druck gewährleistet ist. Die Ablaufgeschwindigkeit am Austritt aus der Rohrleitung kann maximal, deren Austritt diametral gegenüber jenem Austritt nahe Null sein.

Die Uberstauung über dem Tauchrohr kann unabhängig von der Abflußmenge regelbar gefahren werden.

In Weiterbildung nach der Erfindung kann das Rundbecken auch als Pufferbecken verwendbar sein.

Eine Pumpe ist nicht vorgesehen.

Die Höhendifferenz ist für das Gefälle und auch für die Geschwindigkeit verantwortlich.

Durch Heben und Senken der Ablaufeinrichtung kann die Regelung, automatisch, falls gewünscht, erfolgen.

Der Auslauf mit Tauchrohren kann bevorzugt zusammen mit einem Zulauf mit der sog. Coanda-Tulpe (deutsches Gebrauchsmuster G 91 12 947.8 eingetragen am 30.1.1992) betrieben werden.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird die Betriebssicherheit erhöht, der Wartungsbedarf verringert, die Feststoffabscheidung verbessert, genauso wie der Reinigungsgrad. Die Abwasserabgaben werden gesenkt.

Durch die Anordnung eines Tauchrohres im Abstand unterhalb des Freispiegels, wo schon stabile Verhältnisse herrschen, schützt das geschlossene Rohr das Entnahmewasser vor Licht und verhindert dadurch die Fotosynthese. Die Ablaufmenge wird unabhängig von der Oberstauung.

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Die Vorteile der genauen Regelung und des erhöhten Ablaufs werden durch den Betrieb der Sammelleitung als gefülltes Rohr gewährleistet. Die Sammelleitung führt zentral durch die Beckenaufienwand zu der überfallschwelle, wo eine separate Regelung erfolgt. Eine Anpassung an den gewünschten Betriebszustand ist möglich. Aufgrund des geschlossenen Rohrsystems kann die Ablaufmenge getrennt eingestellt werden. Unabhängig von der Größe der Öffnungen ist die maximale Abflußmenge genau berechenbar. Statisch erfolgt die Abstützung auf Konsolen.

Bedarfsweise wird eine höhenverstellbare Tauchwand direkt am Tauchrohr angebracht.

Die als Sammelleitung ausgebildete Rohrleitung wird diskontinuierlich beaufschlagt.

Bei hohem Aufstau wird die notwendige Ungleichförmigkeit des Zuflusses längs des Rohres bei gleichem Rohrdurchmesser äußerst gering.

Für große Abflußmengen ist es denkbar, den Rohrdurchmesser stufenweise dem zugehörigen Durchfluß anzupassen.

Bei der Berechnung der Anlage sind Verluste wie Rohrreibung, gegebenenfalls Stoßverluste, Druckhöhenverluste, Beschleunigungsverluste infolge der Zuströmung senkrecht zur Fließrichting im Rohr zu berücksichtigen. Bestehende Anlagen können durch nachträglichen Einbau der Maßnahme nach der Erfindung saniert werden..

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 die Ausführungsform eines Tauchrohres innerhalb eines Rundbeckens;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf Fig. 1 und Fig. 3 zeigt eine Einzelheit eines Auslaufs.

In einem Rundbecken 10/ im allgemeinen aus Beton, ist äquidistant vom Beckenrand eine Sammelleitung 12 angeordnet, und zwar im getauchten Zustand im Abstand unterhalb des Freispiegels 14. Bei 24 befindet sich ein definierter Einlauf mit Steuerung der Umlenkung, was hier nicht näher ausgeführt ist. An dieser Stelle kann ein Mittelbauwerk mit einer sog. Coanda-Tulpe sitzen. Das Wasser strömt also über den Einlauf 24 zu. Das geklärte Wasser wird definiert über eine Ringleitung 12 abgezogen, die, wie Fig. 3 zeigt, unter gleichem Abstand Schlitze 22 aufweist. Diese Schlitze können Mindesbreiten von 10 mm haben. Von-.der ■ ■ --.

Sammelleitung strömt das geklärte Abwasser in die Austrittsleitung 16, und zwar wird im Bereich des Obertritts aus der Sammelleitung 12 in die Austrittsleitung 16 das Wasser die maximale Strömungsgeschwindigkeit, am gegenüberliegenden Ende 12· eine Geschwindigkeit von praktisch Null, haben. Nach dem Austritt aus der Austrittsleitung 16 tritt das Wasser in eine Einrichtung mit Regulierschwelle 23 ein. Da diese Regulierschwelle, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, heb- und senkbar ist, ist der Einlauf unabhängig vom Ablauf und die Flüssigkeitsstandhöhe im Rundbecken unabhängig vom Austritt regelbar. Sammelleitung 12 und Austrittsleitung 16 sind immer voll gefüllt, aus der Regulierschwelle strömt das Wasser in einen nicht dargestellten Ablaufschacht. Es ist auch möglich, die Höhenverstellbarkeit der Regulierschwelle

23 zu. automatisieren. Immer ist die (Druck)höhendifferenz verantwortlich für das Gefälle und die Geschwindigkeit.

Nach einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, die Austrittsleitung 16 nach oben zu führen und etwa über einen V-Querschnitt das Wasser definiert austreten zu lassen. In diesem Fall wäre dann das Rohr selbst in gewissen Grenzen heb- und senkbar ausgebildet bzw. eine ihm zugeordnete Einrichtung wäre es.

Bei der Steuerung der Druckhöhendifferenz zwischen dem Freispiegel 14 und dem Flüssigkeitsstand 20 in der Regulierschwelle 23 sind noch Rohrreibungsverluste, Verluste durch Flussigkeitsreibung, Beschleunigungsverluste beim Eintritt der Flüssigkeit in die verschiedenen Schlitze der Sammelleitung 12 und gegebenenfalls Verluste aufgrund turbulenter Strömung zu berücksichtigen.

Es wird immer ein volles Rohr betrieben.

Da das Tauchrohr immer unter Druck durchströmt wird, ist es an sich unerheblich, ob die Zuflußöffnungen am Rohrscheitel, an der Seitenwand oder an der Rohrsohle angebracht sind.

Durch die oben erwähnte Ausbildung der Zuflußöffnungen am Tauchrohr als Schlitze von mindestens 10 mm Breite, ist es durch Veränderungen der Schlitzlänge möglich, eine Anpassung an die hydraulischen Randbedingungen herbeizuführen. Der ganz genaue Durchflußquerschnitt läßt sich also bestimmt durch Fräsen ganz genau herstellen. Dies wäre mit Bohrern, die ja für bestimmte Größen zur Verfügung gestellt werden, unmöglich.

Nach Obigem wird das Tauchrohr selbst über die Ablaufleitung mit dem Ablaufschacht verbunden. Insbesondere bei Rundbecken.mit Durchmessern von mehr als 50 Metern, ist ggf. eine zweite Ringleitung näher zur Beckenmitte vorzusehen. Die Ablaufleitung dieser zweiten Ringleitung mündet dann ebenfalls im Ablaufschacht. In Abwandlung der oben beschriebenen Maßnahme ist es schließlich noch möglich, die Vorrichtung ebenfalls zur Entnahme aus Rechteckbecken zu verwenden.

Claims (13)

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Entnahme von geklärtem Abwasser aus Rundbecken, das über eine zentrische Einleitung des Abwassers verfügt, gekennzeichnet durch ein unterhalb der Oberfläche des geklärten Abwassers angeordnetes voll gefülltes Tauchrohr zum gleichmäßigen Abzug des geklärten Abwassers.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr als Ringleitung mit Durchbrechungen gleichen Abstands voneinander ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringleitung mit einem außerhalb des Rundbeckens angeordneten Ablaufschacht über eine Sammelleitung verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine höhenverstellbare Ablaufeinrichtung zum Ablauf schacht hin.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringleitung äquidistant zum zentrischen Zulauf und äquidistant zum Beckeninnenumfang angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine einzige Sammelleitung vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitung durch die Beckenwandung geführt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die höhenverstellbare Ablaufeinrichtung eine Regulierschwelle ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausbildung derart, daß die Uberstauung über dem Tauchrohr unabhängig von der Abflußmenge regelbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rundbecken ein Pufferbecken ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußöffnungen zum Tauchrohr als Schlitze von mindestens 10 mm Breite derart ausgebildet sind, daß durch Veränderungen der Schlitzlänge eine genaue Anpassung an die hydraulischen Randbedingungen möglich wird.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr unter Druck durchströmt wird, derart, daß die Anbringung der Zuflußöffnungen am Tauchrohr unkritisch ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Rundbecken mit Durchmessern von mehr als 5 0 Metern, ggf. eine zweite Ringleitung näher zur Beckenmitte vorgesehen ist, wobei die Ablaufleitung dieser zweiten Ringleitungen ebenfalls im gleichen einzigen Ablaufschacht mündet. Anwendung der Maßnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf die Entnahme aus Rechteckbecken.