FI66959B - Anordning foer utjaemning av utslaepp av foerorenat vatten i en recipient - Google Patents

Description

R3S«1 KUULUTUSJULICAISU , c Q

TOTV W <”) uTLftecMiNessicilirT 6695 9 ySgjft C (45) paten iti aycr.no Uy 10 12 1934 ^ ^ (51) K».«L/lnc.a3 E 03 F 5/10 SUOMI—FINLAND (21) ft*·"·**»·*·*"·· —NMncmBtaliif 790587 (22) HikwntafMvt—Am6kningadag 21.02.79 (23) AMniplM—GMdglMedag 21.02.79 (41) TaNat (ulkMcsi — Bllvfe offmtig 03.09.79 *“*"*· j. nkMwIMIIto „ «m*. „ to****. p»_ 3, 08 84

Pltwt· och rtftater Ityrataan AiaBkan utkfd och iRLakriftan pubttearad ^ (32)(33)(31) Fjrjdatty muoUmii·—taglrd prior*·! 02.03.78

Ruotsl-Sverige(SE) 7802392-6 (71)(72) Karl Ragnar Dunkers, Hästskovägen 7, S-T83 50 Täby, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Berggren Oy Ab (54) Laitos, jolla tasataan likaantuneen veden laskua purkuvesIstöön -

Anordning för utjämning av utsläpp av förorenat vatten i en recipient

Esillä olevan keksinnön kohteena on viemäriveden käsittely ja tarkemmin sanottuna laitos, jolla tasataan ylijuoksu- ja pintaveden laskua järveen tai muuhun purkuvesistöön.

Ylijuoksu- ja pintaveden käsittelyssä on tärkeää käyttää sopivia sovitelmia valuvien virtauksien vaihtelujen tasaamiseksi. Huippu-virtausten tasaus sadesäällä mahdollistaa veden puhdistuksen tarkoituksenmukaisella tavalla sopivin menetelmin, esimerkiksi kemiallisella saostuksella tai suodatuksella.

Tasaustoimintaan on tavallisesti käytetty rakenteeltaan erilaisia varastointialtaita. Tavallisimpia allastyyppejä ovat betonialtaat, maapadot ja pengerryspadot järvialueilla. Näille allastyypeille on yhteistä, että tehokas nettotilavuus varastoinnissa on riippuvainen tasoerosta korkeimman veden tason, joka useimmiten samalla on yli-juoksutaso, ja alimman veden tason, ts. sen tason välillä, jossa pumppujen automaattinen irtikytkentä tapahtuu.

2 66959

Tasausaltaita suunniteltaessa pyritään sen tähden mahdollisimman suureen tasoeroon, joka muut tekniset edellytykset huomioon ottaen on toteutettavissa. Ylärajan muodostavat kuitenkin tulojohtojen taso-olosuhteet ja niihin liittyvä padotusvaara näissä johdoissa. Alhaalla on toisaalta rajoittavana tekijänä rakennustaloudellinen vaatimus altaiden pohjien pitämisestä pohjavesitason yläpuolella. Tämän takia tasoero on käytännössä melko pieni, tavallisesti vain muutama metri.

Jotta voitaisiin päästä tarkoituksenmukaisiin allastilavuuksiin, on riittämätön tasoero sen tähden korvattava suhteellisen suurilla allaspinnoilla. Tämä aiheuttaa vuorostaan käytännön vaikeuksia altaiden sijoituksessa, erityisesti asuntoalueilla ja niiden läheisyydessä, ts. missä pintaveden puhdistus vesiensuojelun kannalta on kaikkein tärkeintä.

Näille allastyypeille on lisäksi tunnusomaista, että altaiden seinien mitoituksen määräävät suuret paine-erot - maan paine ja/tai veden paine ulkopuolella ja tyhjä allas sisäpuolella. Tämä johtaa tietysti painaviin ja kalliisiin allasrakenteisiin.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näiden vaikeuksien poistaminen siten, että saadaan aikaan aivan uudentyyppinen tasausallas, jossa asteittaisen syrjäytyksen ansiosta voidaan käyttää hyväksi käytännöllisesti katsoen koko allastilavuutta riippumatta pystysuorista tasoeroista, minkä lisäksi altaan seinien sisä- ja ulkopintojen väliset tasoerot pienennetään mitättömiin arvoihin.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluu oleellisesti sarja purkuve-sistöön, kuten järveen, sovitettuja lokeroja, joista kukin muodostuu purkuvesistöön sovitetuista, suurin piirtein veden pinnalta pohjaan ulottuvista seinistä, jolloin nämä lokerot ovat peräkkäin yhteydessä toisiinsa, minkä lisäksi sarjan ensimmäinen lokero on yhdistetty yli-tai pintaveden tulokohtaan ja viimeinen lokero on yhteydessä purku-vesistön ympäröivään veteen, kuten vaatimuksessa 1 lähemmin esitetään.

Sopivasti sarjan ensimmäinen lokero, johon sisään valuva vesi saapuu, on tehty sellaiseksi, että se voi toimia öljyn ja kelluvan lietteen erotustilana ja siinä on pumppu veden johtamiseksi siitä puhdistus-laitokseen, josta puhdistettu vesi johdetaan purkuvesistöön tasaus-altaan ulkopuolelle.

3 66959

On sinänsä tunnettua käyttää saostusaltaita, kuten vesimassoissa kelluvia altaita. Saostusaltaan läpi virtaa jatkuvasti toisessa suunnassa yhtä ainoaa väliainetta, ts. likaantunutta vettä, jota johdetaan sisään toisesta päästä ja joka poistuu toisesta päästä, jolloin saostuva aine saostuu virratessaan altaan läpi. Keksinnön mukaisessa tasausaltaassa on kahta väliainetta, nimittäin sisään johdettua pinta- tai ylijuoksuvettä, joka täyttää lähinnä tulokohtaa sijaitsevan altaan osan, ja purkuvesistöstä peräisin olevaa vettä, joka täyttää muun allastilavuuden, jolloin näiden kahden välisen rajan sijainti vaihtelee olosuhteiden mukaan, ensisijaisesti sisään valuvan pinta- tai ylijuoksuveden virtauksen mukaan, kuten seuraavassa selitetään lähemmin.

Keksintöä selitetään lähemmin piirustuksiin liittyen.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti tasokuvantona keksinnön mukaista laitosta .

Kuvio 2 esittää pystyleikkausta kuvion 1 viivaa II-II pitkin.

Kuvio 3 on perspektiivikuva, joka esittää erästä yksityiskohtaa.

Kuvio 4 esittää kaaviollisena tasokuvantona keksinnön mukaisen laitoksen toista suoritusmuotoa.

Kuviossa 1 on järveen, johon johdetaan likaantunutta vettä ylijuoksu-ja/tai pintaveden laskukohdan 1 läpi, sijoitettu kelluallas 2, joka on jaettu lokeroihin 2a-2f. Sekä altaan 2 ulkoseinät että lokeroja rajoittavat väliseinät ovat taipuisaa seinäainetta, kuten muovi-kangasta 4, joka riippuu alas kellulaitureilta 3, jotka on sijoitettu veteen ja ankkuroitu esittämättä jätetyllä tavalla.

Muovikankaat 4 voidaan sovittaa kuten kuvioissa 2 ja 3 lähemmin esitetään. Muovikankaat kiinnitetään yläreunastaan kellulaitureihin 3, esim. nastoihin 20 ripustamalla tai naulaamalla ne kiinni laituriin, ja varustetaan alareunastaan painoilla 21, jotka pitävät kankaan kosketuksessa pohjaan. Kankaan korkeuden on oltava riittävän suuri ottamaan vastaan veden korkeudessa esiintyvät vaihtelut. Tässä on syytä korostaa, ettei toiminta vaadi suurta tiiviysastetta altaan seinien ja pohjan eikä altaan seinien eri osien välillä, koska pienehköt vuodot ovat merkityksettömiä.

4 66959

Lokero 2a on sovitettu suoraan laskukohdan 1 eteen, niin että sisään valuva vesi joutuu tähän lokeroon. Lokerot 2a-2f ovat yhteydessä toisiinsa mainitussa järjestyksessä lokeroja erottavissa väliseinissä olevien aukkojen 5 kautta. Nämä aukot on sopivasti sijoitettu toisaalta vuorotellen ylös ja alas ja toisaalta vinosti vastakkain. Niinpä esitetyssä esimerkissä lokerojen 2a ja 2b välinen aukko on sijoitettu alas (lähelle vesimassan pohjaa) samoin kuin lokerojen 2c ja 2d sekä lokerojen 2e ja 2f väliset aukot, kun taas lokerojen 2b ja 2c sekä lokerojen 2d ja 2e väliset aukot on sovitettu ylös (veden pinnalle). Samoin lokeron 2f ja ympäröivän vesimassan välinen aukko 5 on sovitettu ylös. Aukkojen tällaisella sovitelmalla edistetään altaan sisällön tasaista vaihtumista ja samalla estetään veden lämpötilaeroista aiheutuva järviveden ja pintaveden kerrostuminen.

Ensimmäisen lokeron 2a aukko sijaitsee kuten mainittiin pohjassa, joten tämä lokero toimii öljyn ja kelluvan lietteen suljettuna ero-tustilana. Samaan lokeroon sijoitetaan upotettava pumppu 6, joka painejohdon 7 kautta syöttää jatkuvaa virtaa puhdistuslaitokseen 8. Puhdistettu vesi johdetaan poistojohdon 9 kautta purkuvesistöön.

Puhdistuslaitoksessa erotettu liete on normaalisti pumpattava viemärivesi johtoon edelleen kuljetettavaksi kunnalliseen puhdistuslaitokseen. Jos tämä ei ole mahdollista, pintavedenpuhdistuslaitos varustetaan omilla lietteenkuivauskerroksillaan 10 - vaihtoehtoisesti koneellisella lietteen kuivauksella - sekä vastaavalla lieteveden poistojohdolla 11.

Sadesään aikana sisään valuva pintavesi ylittää sen vesimäärän, jota jatkuvasti pumpataan puhdistuslaitokseen. Tällöin pintaveden suurehko osa ohittaa pumpun ja virtaa edelleen seuraavaan lokeroon.

Jos sade kestää kauemmin, pintaveden ylimäärä virtaa jatkuvasti lokerojen läpi. Vuoden muutamien suurimpien sademäärien kohdalla sallitaan mitoituksessa pintaveden tietty "ylijuoksu" viimeisen lokeron läpi purkuvesistöön.

Kun pintavettä sadesäällä virtaa lokerosarjan läpi, tapahtuu asteittaista sekoittumista altaan sisältöön, ts. järviveteen, ja sen syrjäytys. Pintaveden ja järviveden sekoitusprosessi voidaan käsittää siten, että jonkin lokeron sisältö määrättynä ajankohtana muodostuu yhtä suurista osista pintavettä ja järvivettä. Kukin lokero suunnassa 66959 5 ensimmäistä lokeroa kohti sisältää tällöin yhä suurempia seososia pintavettä, kun taas kukin lokero suunnassa viimeistä ibokeroa kohti sisältää yhä suurempia seososia järvivettä. Niinpä mainittua lokeroa, jonka seossuhde on yhtä suuri, voidaan pitää syrjäytysprosessin määrättynä rajavyöhykkeenä mainittuna ajankohtana.

Poutasään aikana syrjäytys tapahtuu päinvastaiseen suuntaan. Puhdistuslaitokseen pumpattu vesimäärä on tällöin suurempi kuin pintaveden tulo, ja järvivesi syrjäyttää pintavettä lokerosta toiseen, jolloin rajavyöhyke siirtyy asteittain suunnassa ensimmäistä lokeroa kohti - siihen asti kunnes pumppu alkaa syöttää järvivettä puhdistus-laitokseen.

Altaan tilavuus mitoitetaan sopivasti siten, että koko altaan sisältö täytetään järvivedellä 5-8 vuorokauden keskeytymättömän poutasää-jakson aikana. Kutakin sen jälkeen tapahtuvaa sadetta varten on koko altaan bruttotilavuus niin ollen käytettävissä varastointiin.

Järvissä, joilla on selvästi eutrofinen luonne, on ravintosuolamää-rien jokainen vähennys tärkeä - tapahtuipa tämä sitten pintaveden puhdistuksen, järviveden puhdistuksen tai kummankin avulla samanaikaisesti. Järvien kukinta-aikoina kiertävän ravintosuolamäärän suurin osa on levien solukudoksissa, minkä takia järviveden puhdistus näiden kausien aikana saattaa olla kokonaisuuden kannalta tärkeämpi kuin pintaveden puhdistus. Selitettyä käsittelyjärjestelmää voidaan sen tähden suhteellisen yksinkertaisin vaihtokytkentälaittein käyttää joko pintaveden/järviveden käsittelyyn tai pelkästään järviveden käsittelyyn.

Mitä puhdistuslaitoksen toimintaan tulee, voivat tietysti erilaiset puhdistusmenetelmät tulla kysymykseen. Jos tavoitteena kuitenkin on pitkälle menevä puhdistus suspendoitujen aineiden, ravintosuolo-jen, orgaanisen aineen ja bakteerien huomattavin vähennyksin, lienee kemiallinen saostus ensisijaisesti suositeltavin. Aiemmin selitetty käyttötapa, jossa käytetään muuttumatonta ja jatkuvaa syöttöä, yksinkertaistaa lisäksi kemiallisen saostuslaitoksen hoitoa.

Kelluallas on esimerkin mukaisesti sovitettu neliömäisesti kuudeksi lokeroksi. Paikallisten olosuhteiden, kuten rantaviivan, ranta- 6 66959 kasvullisuuden, veden syvyyden jne. mukaan altaan rakenne voidaan sovittaa vapaasti lokeroiden ollessa sovitettuina suorakulraaisesti samalle viivalle, T-muotoon, puoliympyrän muotoon jne. Pääasia on, että lokerot yhdistetään toisiinsa katkeamattomaksi virtaussarjaksi edellä selitetyn syrjäytysperiaatteen mukaisesti.

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen laitoksen toisen esimerkin. Tässä tapauksessa on kaksi ylijuoksu- ja/tai pintaveden laskukohtaa 31, 32. Allas 33, joka on rakennettu periaatteessa samalla tavalla kuin ensimmäisessä esimerkissä, on sijoitettu lahden poikki, johon molemmat laskukohdat laskevat, siten että molemmat tulovirtaukset joutuvat ensimmäiseen lokeroon, joka kuten edellisessäkin tapauksessa on varustettu pumpulla 34 veden johtamiseksi puhdistuslaitokseen 35.

Lokerot ovat yhteydessä toisiinsa sarjassa tavalla, joka käy ilmi aukoista 36, jotka on sovitettava vuorotellen ylös ja alas, vaikka tätä ei ole esitettykään. Esimerkki valaisee hyviä mahdollisuuksia sovittaa laitos kulloistenkin olosuhteiden mukaan, kuten esitetyssä esimerkissä mm. mahdollisuutta kytkeä yhteen kaksi tai useampia pintaveden laskukohtia yhteiskäsittelyä varten.

Claims (4)

7 66959

1. Laitos, jolla tasataan likaantuneen veden laskua purkuvesistöön, tunnettu purkuvesistössä olevasta rajoitetusta altaasta (2; 33), joka on sovitettu siten, että altaan tilavuuden tai sen osat täyttää vuorotellen likaantunut vesi ja purkuvesistöstä tuleva vesi, jolloin tämä allas muodostuu suurin piirtein pystysuorista seinistä (4), jotka ulottuvat purkuvesistön pinnalta sen pohjaan, ja allas on samantapaisilla väliseinillä (4) jaettu sarjaksi lokeroja (2a-2f), jotka ovat väliseinissä olevien aukkojen (5; 36) kautta peräkkäin yhteydessä toisiinsa, jolloin ensimmäinen lokero (2a) on yhteydessä likaantuneen veden tulokohtaan (1) ja viimeinen lokero (2f) on yhteydessä allasta ympäröivään vesimassaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitos, tunnettu siitä, että lokerojen väliset aukot (5; 36) on sovitettu vuorotellen ylös ja alas, jolloin ensimmäisen ja toisen lokeron välinen aukko on sovitettu alas.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitos, tunnettu siitä, että ensimmäinen lokero (2a) on varustettu pumpulla (6? 34), joka on liitetty johtoon (7) veden poisjohtoa varten puhdistuslaitokseen (8; 35) .

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen laitos, tunnet-t u siitä, että seinät (4) ovat taipuisaa ainetta, kuten muovikan-gasta, joka on ripustettu kellulaitureihin (3).