DEP0003542MA - Verfahren zum Reinigen von Abwässern o. dgl. und danach arbeitende Kläranlage - Google Patents

Description

Bei der Gestaltung von Kläranlagen, insbesondere bei rechteckigen Absetzbecken, die von der zu klärenden Flüssigkeit in ständigem Strom vom einen zum anderen Ende durchflossen werden, ist es schwierig, den Flüssigkeitseinlauf so auszuführen, dass die Flüssigkeit in gleichmässiger paralleler Strömung durch das Becken fliesst, ohne durch aus dem Einlauf herrührende Wirbel gestört zu werden, die die Absetzwirkung beeinträchtigen. Um diese Wirbelbildung zu vermindern, hat man bereits vorgeschlagen, an der Einlaufstelle der Flüssigkeit in das Absetzbecken Prall- oder Leitflächen anzuordnen, die die Flüssigkeit nach den Seiten ablenken, oder das Absetzbecken mit einem Vorbecken auszurüsten, aus dem die mehr oder weniger beruhigte Flüssigkeit in grösserer Breite in das Absetzbecken überströmt. Es ist auch bekannt, Wehre mit ausgeschnittenen Überläufen einzubauen, die Strömung hinter diesen Überläufen nochmals unter dem Wehr hindurch umzuleiten, Stabrechen zur Beruhigung der Strömung vorzusehen oder die Flüssigkeit mit einer grösseren Anzahl von T-förmigen Ausflussstücken mit gegeneinander gerichteten Mündungen oder durch ein System von mit Prallflächen versehenen Rohren in das Absetzbecken einzuleiten.

Im Unterschied zu diesen bekannten Anordnungen ist die Erfindung darauf gerichtet, eine bestimmte Wirbelbildung bei der Zuführung der Flüssigkeit in das Absetzbecken zu begünstigen. Es handelt sich dabei um die Bildung von gleichmässigen, schwachen Wirbeln, die sich unter Vernichtung oder Verminderung der Strömungsenergie rasch aufzehren und sich in gleichmässige Stromfäden verwandeln. Hierfür ist es wesentlich, dass die Flüssigkeit auf einer grossen Zuführungsfläche mit möglichst gleichmässigem Druck in das Absetzbecken einströmt und dass zum Einführen der Flüssigkeit ein System von Öffnungen benutzt wird, die zum Erzeugen einer gleichmässigen schwachen Wirbelbildung geeignet sind.

Grundsätzlich soll dem eigentlichen Absetzungsbereich des Klärbeckens ein mit einer durchlässigen Trennwand abgeteiltes Vorbecken als Beruhigungszone vorgeschaltet sein. Beim Zuführen der zu klärenden Flüssigkeit wird neuerungsgemäss so verfahren, dass der dem Vorbecken zugeleitete Flüssigkeitsstrom durch Einbauten und besondere Gestaltung des Vorbeckens zwecks Erzielung eines gleichmässigen Druckes an der Übergangsstelle zum Absetzbecken beeinflusst und unter Bildung die Strömungsenergie herabsetzender schwacher Wirbel in das Absetzbecken übergeleitet wird. Hierfür ist das Vorbecken vorzugsweise im Zuführungsbereich mit den Flüssigkeitsstrom aufteilenden und umlenkenden Leitflächen versehen, die zweckmässig so gestaltet sein können, dass schon in dem Vorbecken eine die Strömungsenergie herabsetzende schwache Wirbelbildung eintritt, die sich noch innerhalb des Vorbeckens aufzehrt. Anstelle solcher Leitflächen oder in Verbindung damit kann das Vorbecken auch eine oder mehrere durchlässige Querwände bzw. Gitter enthalten, die sich nur über einen Teilquerschnitt des Beckens zu erstrecken brauchen. Von wesentlicher Bedeutung zum Erzielen eines gleichmässigen Druckes an der Übergangsstelle vom Vorbecken zum Absetzbecken ist ein den Leitflächen oder sonstigen Einbauten des Vorbeckens nachgeschalteter Beruhigungsraum, der sich von der Beckenmitte nach den Seiten verjüngt. Zur Erzielung dieses Beruhigungsraumes soll neuerungsgemäss die zwischen dem Vorbecken und dem Absetzbecken befindliche Trennwand oder die ihr gegenüberliegende Stirnwand des Vorbeckens oder beide zugleich in Bezug auf das Vorbecken nach aussen erhaben gewölbt sein.

Die in der Trennwand zwischen dem Vorbecken und dem Absetzbecken befindlichen Ausflussöffnungen können unterschiedliche Ausführungen aufweisen. Beispielsweise können Gitter oder Roste vorgesehen werden, die an der Austrittsseite scharfkantig sind, um hierdurch die Bildung kleiner Wirbel zu erleichtern. Die Trennwand kann auch in das Absetzbecken ragende T-Rohre aufweisen, die zur Begünstigung der Bildung schwacher Wirbel neuerungsgemäss einen in der Durchtrittsrichtung wachsenden Querschnitt besitzen und mit den Mündungen ihrer Schenkel gegen die Trennwand gerichtet sind.

Die Zeichnungen zeigen Beispiele für die Ausführung von Anlagen nach der Erfindung, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein mit einem Vorbecken versehenes Klärbecken im Grundriss,

Fig. 2 den Einlaufteil eines Klärbeckens im Längsschnitt,

Fig. 3 und 4 ein Klärbecken anderer Ausführung im Längsschnitt und im Grundriss,

Fig. 5 eine Einzelheit dazu und

Fig. 6 und 7 einen mit Leitflächen besonderer Art ausgerüsteten Klärbeckeneinlauf im Längsschnitt und in der Stirnansicht von innen.

Bei den Klärbecken nach Fig. 1 strömt die zu klärende Flüssigkeit aus dem Zulaufkanal 1 an Leitflächen 2 vorbei in den Beruhigungsraum 3 eines Vorbeckens, das von dem eigentlichen Absetzbecken 4 durch eine mit Durchlässen versehene Trennwand 5 abgeteilt ist. Die Leitflächen 2 unterteilen den Flüssigkeitsstrom und lenken ihn teilweise nach den Seiten ab. Die Durchlässe zwischen den Leitflächen erweitern sich stetig, sodass sich zwischen den Leitflächen oder auch an ihnen scharfkantig begrenzte Endenwirbel bilden können. Die Leitflächen 2 sorgen für eine gleichmässige Verteilung der Flüssigkeit über die Beckenbreite. Hierdurch ist in Verbindung mit der besonderen Gestaltung des Beruhigungsraumes 3, der sich hinsichtlich des Abstandes der Trennwand 5 vom Beckeneinlass bzw. von den Endkanten der Leitflächen 2 von der Mitte nach den Seiten verjüngt, die Entstehung eines etwa gleichmässigen Flüssigkeitsdruckes über die ganze Breite der Trennwand 5 gewährleistet. Diese Verjüngung kommt dadurch zustande, dass die vordere Begrenzung des Beruhigungsraumes 3 am Ende der Leitflächen 2 weniger stark gekrümmt ist als die hintere Begrenzung durch die Trennwand 5. Gegebenenfalls kann auch die vordere Begrenzung geradlinig, die hintere gekrümmt sein oder umgekehrt. Es kann sich hierbei auch um eine räumliche Krümmung handeln.

Aus dem Beruhigungsraum 3 des Vorbeckens strömt die Flüssigkeit durch die Öffnungen der Trennwand 5 in das Absetzbecken 4. Die Trennwand 5 kann hier durch ein Gitter gebildet sein. Dieses Gitter ist erfindungsgemäss so ausgebildet, dass sich beim Einströmen der Flüssigkeit in das Klärbecken 4 zahlreiche kleine Wirbel bilden, die die Strömungsenergie vernichten, jedoch nur eine so geringe Eigenenergie haben, dass sie sich innerhalb weniger Meter selbst auflösen. Kennzeichnend ist hierbei, dass die Strömung durch das Gitter in zahlreiche Einzelströmungen aufgelöst und dementsprechend eine grosse Zahl von schwachen Wirbeln gebildet wird. Diese Wirbelbildung lässt sich durch eine scharfkantige Begrenzung der Gitterstäbe an ihren Endkanten und durch geeignete Wahl des Verhältnisses der Spaltweite zur Dicke der einzelnen Stäbe begünstigen und beeinflussen. Die Erzeugung dieser schwachen, sich selbst auflösenden Wirbel hat den Vorteil, dass die Strömungsenergie der Flüssigkeit beim Durchfliessen des Absetzbeckens 4 weitgehend vernichtet ist, sodass die Flüssigkeit das Becken 4 gleichmässig und mit geringer Geschwindigkeit durchfliesst und eine gute Absetzwirkung erreicht wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind mehrere Gitter 6, 7, 8 innerhalb des Vorbeckens hintereinander geschaltet. Das letzte Gitter 6, das hier die eigentliche Trennwand zwischen dem Vorbecken und dem Absetzbecken bildet, reicht bis auf den Boden des Beckens, während sich die davor liegenden Gitter 7 und 8 nur über einen Teil des Querschnitts erstrecken. Die Gitter sind vorzugsweise wie die Trennwand 5 nach Fig. 1 in ihrer Längsrichtung gekrümmt. Sie können überdies auch eine Krümmung im Aufriss aufweisen. Zahl und Höhe der Gitter sind den jeweiligen Verhältnissen des Absetzbeckens anzupassen. Bei dieser Ausführung des Vorbeckens wird die Strömungsenergie der zugeführten Flüssigkeit innerhalb des Vorbeckens durch Wirbel weitgehend vernichtet, die beim Durchströmen der Vorgitter 7 und 8 erzeugt werden.

Nach Fig. 3 und 4 ist der Flüssigkeitseinlauf 9 für das Vorbecken 10 eines Absetzbeckens 11 mit Leitflächen 12 ausgestattet, die die zugeführte Flüssigkeit in Richtung der eingezeichneten Pfeile verteilen. Die Trennwand 13 ist hier über ihre Länge zwar gradlinig, doch weist die ihr gegenüberliegende vordere Begrenzung 14 des Vorbeckens eine Krümmung nach aussen auf, sodass sich auch hier der zwischen den Endkanten der Leitflächen 12 und der Trennwand 13 befindliche Beruhigungsraum des Vorbeckens von der Beckenmitte nach den Seiten verjüngt. Die Trennwand ist mit einer grösseren Anzahl von über ihre Fläche verteilten Durchlässen versehen, die mit T-förmigen Ausflussstücken in das Absetzbecken 11 übergehen. In Fig. 3 und 4 sind nur einige dieser Durchlässe dargestellt. Sie sind gemäss Fig. 5 vorzugsweise so gestaltet, dass sich die Leitungen im Bereich der Stege 14' und der Schenkel 15 stetig erweitern und die Auslässe 16 gegen die Trennwand 13 gerichtet sind. Durch diese Gestaltung wird die Bildung kleiner Wirbel begünstigt, wobei sich diese Wirbel durch die notwendige Umlenkung der Flüssigkeit beim Einströmen in das Absetzbecken 11 besonders schnell auflösen. Das Vorbecken 10 ist gemäss Fig. 3 so gestaltet, dass seine Bodenfläche im Bereich des Beruhigungsraumes vor der Trennwand 13 in den Schlammsumpf 17 des Absetzbeckens 11 übergeht. Die Zahl und Grösse der Durchlässe in der

Trennwand 13 ist so bemessen, dass die zugeführte Flüssigkeit von diesen Durchlässen aufgenommen werden kann und nicht unter der Trennwand hindurch zu strömen braucht. Die Trennwand reicht hierfür weit genug nach unten und ist mit ihrem unteren Ende bei 18 nach vorn abgewinkelt.

Nach Fig. 6 und 7 ist der Einlauf 19 des Vorbeckens 20 mit einem doppelten System von Leitflächen 21 und 22 ausgestattet, die die Flüssigkeit beim Einlaufen in das Becken umlenken und verteilen. Die Leitflächen 21 leiten die Strömung zunächst nach unten in die Leitflächen 2, die sie im unteren Teil des Vorbeckens nach den Seiten umlenken. Die Leitflächen 22 sind auf der einen Seite durch die Stirnwand des Vorbeckens abgeschlossen, nach der anderen Seite zum Becken hin jedoch offen, sodass die Flüssigkeit teils nach den Seiten, teils nach vorn abströmt. Dabei sind die Leitflächen 22 so gestaltet, dass sich ihre Durchlässe gemäss Fig. 7 in der Durchtrittsrichtung stetig erweitern. Die Flüssigkeit strömt daher teils nach vorn, teils nach den Seiten unter Bildung schwacher Wirbel aus den Leitflächen 22 ab, wobei sich diese Wirbel, da sich der Flüssigkeitseinlauf im unteren Teil des Vorbeckens vollzieht, unter Wirkung des statischen Druckes der Flüssigkeit besonders rasch auflösen. Die Leitflächen 22 können auch räumlich gekrümmt sein, also in ihrer Querrichtung eine Krümmung oder Neigung aufweisen, die das Abströmen der Flüssigkeit in Richtung zur Trennwand 23 des Vorbeckens beeinflussen. Auch hier tritt bei gleichzeitiger Beruhigung der Strömung eine gleichmässige Verteilung über die ganze Breite des Vorbeckens ein, sodass die Flüssigkeit mit gleichmässigem Druck die Öffnungen der Trennwand 23 durchströmt.

Claims (10)

1.) Verfahren zum Reinigen von Trüben, z. B. Abwässern, in Absetzbecken, die in ständigem Zustrom aus einem Vorbecken gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Vorbecken zugeleitete Flüssigkeitsstrom zur Erzielung eines gleichmässigen Druckes an der Übergangsstelle zum Absetzbecken durch Einbauten des Vorbeckens in seiner Strömungsgeschwindigkeit vermindert, aufgeteilt und nach unterschiedlichen Richtungen umgelenkt und sodann unter Bildung die Strömungsenergie herabsetzender schwacher Wirbel in das Absetzbecken übergeleitet wird.

2.) Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem mit einem Vorbecken ausgerüsteten Absetzbecken, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbecken im Zuführungsbereich der Flüssigkeit mit den Flüssigkeitsstrom aufteilenden und umlenkenden Leitflächen (2, 12, 21, 22) versehen ist und vor der Übergangsstelle zum Absetzbecken einen von der Beckenmitte nach den Seiten sich verjüngenden Beruhigungsraum (3) aufweist.

3.) Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitflächen (2, 12, 22) des Vorbeckens einen in der Durchtrittsrichtung sich erweiternden Wandabstand voneinander aufweisen.

4.) Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbecken im Zuführungsbereich ein die Strömung nach unten lenkendes Leitflächensystem (21) aufweist, dem ein zweites, die niederströmende Flüssigkeit nach den Seiten ablenkendes Leitflächensystem (22) nachgeschaltet ist.

5.) Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbecken zwischen der Zuführungsstelle und der Trennwand (6) zum Absetzbecken eine oder mehrere durchlässige Querwände (7, 8) aufweist.

6.) Anlage nach Anspruch 2 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem Vorbecken und dem Absetzbecken befindliche Trennwand (5, 6, 13) und/oder die ihr gegenüberliegende Stirnwand des Vorbeckens zur Erzielung eines nach den Seiten sich verjüngenden Beruhigungsraumes mit erhabener Krümmung bogenförmig gestaltet ist.

7.) Anlage nach Anspruch 2 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen Vorbecken und Absetzbecken befindliche Trennwand (5, 6, 13) Durchlässe aufweist, die eine schwache Wirbelbildung beim Überleiten der Flüssigkeit aus dem Vorbecken in das Absetzbecken begünstigen.

8.) Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen Vorbecken und Absetzbecken befindliche Trennwand aus einem Rost oder Gitter mit scharfkantig begrenzten Auslässen besteht, dessen Spalträume und Stege eine die Bildung schwacher Austrittswirbel begünstigende Bemessung aufweisen.

9.) Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem Vorbecken und dem Absetzbecken befindliche Trennwand an ihren Durchtrittsstellen in das Absetz- becken ragende Rohre, vorzugsweise T-Rohre, aufweist, die einen in der Durchtrittsrichtung wachsenden Querschnitt besitzen und mit den Mündungen (16) ihrer Schenkel gegen die Trennwand gerichtet sind.

10.) Anlage nach Anspruch 2 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche des Vorbeckens im Bereich des vor der Trennwand zum Absetzbecken befindlichen Beruhigungsraumes in den Schlammsumpf (17) des Absetzbeckens übergeht, wobei vorzugsweise die Trennwand eine das Vorbecken gegen den Schlammsumpf des Absetzbeckens abschirmende Schrägfläche (18) aufweist.