NL193499C

NL193499C - Sewer system.

Info

Publication number: NL193499C
Application number: NL9100473A
Authority: NL
Inventors: Jan Kollen; Francois Henri Leon Ra Clemens
Original assignee: Dhv Milieu & Infrastructuur B
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 1999-12-03
Also published as: NL193499B; NL9100473A

Description

1 1934991 193499

RioolstelselSewer system

De uitvinding heeft betrekking op een rioolstelsel met vrij verval, voorzien van een zich naar een afval-zuiveringsinrichting of dergelijke uitstrekkende hoofdleiding en een hierop aansluitende, op een lozingsplaats 5 aangesloten aftakleiding, en met verdeelmiddelen voor het in de hoofdleiding, in het gedeelte vóór de aftakleiding, verdelen van een stroom door de hoofdleiding in een relatief slibrijk en slibarm gedeelte door het door zwaartekracht laten uitzakken van slib in de stroom; en scheidingsmiddelen voor het van elkaar scheiden van het slibarme en slibrijke gedeelte en het doorvoeren van het slibrijkere gedeelte door de hoofdleiding en het naar de aftakleiding geleiden van het slibarme gedeelte.The invention relates to a sewer system with free fall, comprising a main pipe extending to a waste-purification device or the like and a branch pipe connected thereto, connected to a discharge location 5, and with distributing means for feeding it into the main pipe, in the section before the branch line, dividing a flow through the main line into a relatively silt-rich and low-sludge section by gravity settling of sludge in the flow; and separating means for separating the low-sludge and sludge-rich part from each other and passing the more sludge-rich part through the main pipe and guiding the low-sludge part to the branch pipe.

10 Een dergelijk rioolstelsel is bekend uit US-A-4.578.188. In het bekende rioolstelsel is de zich naar de afvalzuiveringsinrichting uitstrekkende hoofdleiding opgenomen in een grote transportbuis, welke overigens dient voor afvoer van overvloedig aanbod van hemelwater en dergelijke. Door het binnen de transportbuis door de hoofdleiding vrijgelaten deel vindt het transport van het slibarme gedeelte van de stroom plaats.Such a sewer system is known from US-A-4,578,188. In the known sewer system, the main pipe extending to the waste purification device is accommodated in a large transport tube, which incidentally serves to discharge an abundant supply of rainwater and the like. The part of the flow which is low in sludge is transported through the part released by the main pipe within the transport tube.

Een nadeel van het bekende rioolstelsel is dat het scheidingsrendement in de verdeling van de stroom in 15 een relatief slibrijk en slibarm gedeelte niet hoog is. Met de uitvinding wordt beoogd hierin verbetering te brengen.A drawback of the known sewer system is that the separation efficiency in the distribution of the flow in a relatively silt-rich and silt-poor part is not high. The object of the invention is to improve on this.

Het rioolstelsel volgens de uitvinding is daartoe gekenmerkt door ten minste een tweede aftakleiding vanaf de hoofdleiding op een afstand achter de eerste aftakleiding waarbij de hoofdleiding is voorzien van verdere scheidingsmiddelen op afstand achter de eerste scheidingsmiddelen en de verdeelmiddelen zijn 20 voorzien van middelen in de tweede aftakleiding voor het beperken van de maximale stroomsnelheid in het gedeelte van de hoofdleiding tussen de eerste en tweede aftakleiding.The sewage system according to the invention is therefore characterized by at least a second branch pipe from the main pipe at a distance behind the first branch pipe, the main pipe being provided with further separating means behind the first separating means and the distributing means being provided with means in the second branch pipe for limiting the maximum flow rate in the portion of the main pipe between the first and second branch pipes.

Door het volgens de uitvinding tweemaal scheiden van de stroom in een slibarm en slibrijk gedeelte is het mogelijk om een aanzienlijk hoger scheidingsrendement te behalen. Bij de eerste scheiding kan dan relatief veel debiet met slib in de hoofdleiding naar de afvalzuiveringsinrichting worden toegelaten, hetgeen 25 op zichzelf gunstig is voor het te behalen scheidingsrendement. Door middel van de tweede scheiding wordt het debiet in de hoofdleiding naar de afvalzuiveringsinrichting zover mogelijk teruggebracht door het verlagen van de maximale stroomsnelheid in het gedeelte van de hoofdleiding tussen de eerste en tweede aftakleiding, zodat aldaar uitzakking van sediment kan plaatsvinden en het overtollige water zoveel mogelijk vrij van sediment via de tweede aftakleiding kan worden afgevoerd.By separating the flow twice in a sludge-poor and sludge-rich part according to the invention, it is possible to achieve a considerably higher separation efficiency. During the first separation, a relatively large flow rate with sludge can then be admitted into the main line to the waste-purification installation, which in itself is favorable for the separation efficiency to be achieved. By means of the second separation, the flow in the main pipe to the waste treatment plant is reduced as far as possible by lowering the maximum flow rate in the part of the main pipe between the first and second branch pipes, so that sediment can settle there and the excess water may be discharged from the second branch pipe free of sediment.

30 Het is daarbij wenselijk dat de verdeelmiddelen een van een althans ongeveer gladde binnenwand voorzien gedeelte van de hoofdleiding tussen de eerste en tweede aftakleiding, dat in het verlengde loopt van het gedeelte voor de eerste aftakleiding omvatten, en een instelbare restrictie in de tweede aftakleiding, terwijl zowel de eerste als de tweede scheidingsmiddelen een op een bepaalde hoogte, in dwarsrichting door de hoofdleiding verlopende scheidingswand omvatten, waarbij een ruimte boven de scheidingswand 35 met de aftakleiding in verbinding staat. Op deze wijze kan in de hoofdleiding een verdeling en scheiding van slibarm en slibrijk water plaatsvinden door geschikte gebruikmaking van de zwaartekracht. Door deze eenvoudige uitvoeringsvorm kunnen ook bestaande rioolstelsels gemakkelijk worden aangepast. Met de instelbare restrictie in de tweede aftakleiding wordt bereikt dat de maximale stroomsnelheid in het gedeelte van de hoofdleiding tussen de eerste en tweede aftakleiding kan worden beperkt, zodat onder alle 40 omstandigheden goede bezinkingsvoorwaarden in de hoofdleiding worden gewaarborgd.It is desirable here that the distribution means comprise a part of the main pipe between the first and second branch pipe, which is provided with an at least approximately smooth inner wall, which extends in line with the part for the first branch pipe, and an adjustable restriction in the second branch pipe, while both the first and second separating means comprise a dividing wall extending transversely through the main pipe, a space above the dividing wall communicating with the branch pipe. In this way, a distribution and separation of low-sludge and high-sludge-rich water can take place in the main pipe by suitable use of gravity. Due to this simple embodiment, existing sewer systems can also be easily adapted. The adjustable restriction in the second branch pipe ensures that the maximum flow rate in the section of the main pipe between the first and second branch pipe can be limited, so that good settling conditions in the main pipe are ensured under all 40 conditions.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, die een uitvoeringsvoorbeeld van het rioolstelsel volgens de uitvinding zeer schematisch weergeeft.The invention will be elucidated hereinafter with reference to the drawing, which schematically shows an embodiment of the sewer system according to the invention.

Figuur 1 is een schema van een uitvoeringsvoorbeeld van het rioolstelsel volgens de uitvinding.Figure 1 is a diagram of an exemplary embodiment of the sewage system according to the invention.

45 Figuur 2 is een zeer schematisch zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van een gedeelte van het rioolstelsel volgens figuur 1.Figure 2 is a very schematic side view, partly in section, of a part of the sewer system according to Figure 1.

Figuren 3a-3d tonen de slibconcentratieverdeling over de hoogte van de hoofdleiding van het rioolstelsel van figuur 2, op vier verschillende plaatsen llla-llld daarin.Figures 3a-3d show the sludge concentration distribution over the height of the main pipe of the sewer system of Figure 2, at four different locations 11l-11l therein.

50 In het principeschema volgens figuur 1 is te zien dat een met een blok 1 aangeduid rioolstelsel van putten, aansluitingen en buisleidingen uitmondt in een hoofdleiding 2 die leidt naar een afvalwaterzuiverings-inrichting 3, waar het afvalwater van verontreinigingen kan worden ontdaan. Het weergegeven rioolstelsel is een zogenaamd gemengd rioolstelsel, waarin zowel afvalwater van bijvoorbeeld huishoudens of bedrijven, als neerslag worden ingezameld. Ten behoeve van situaties, waarin meer afvalwater en neerslag wordt 55 aangevoerd, dan in de afvalwaterzuiveringsinrichting 3 kan worden verwerkt, sluit op de hoofdleiding 2 een eerste aftakleiding 4 aan die naar een lozingsplaats 5 voert, waar overtollig rioolwater op oppervlaktewater kan worden geloosd, bijvoorbeeld via een overstortdrempel. In de stromingsrichting in de hoofdleiding 2 193499 2 gezien, sluit op deze hoofdleiding 2 op een afstand na de eerste aftakleiding of overstortleiding 4 een tweede aftakleiding of kortsluitleiding 6 aan, die in de eerste aftakleiding 4 uitmondt. De hoofdleiding 2 wordt daardoor verdeeld in een eerste gedeelte 2' voorafgaande aan de eerste aftakleiding 4, een tweede gedeelte 2" tussen de beide aftakleidingen 4 en 6 en een derde gedeelte 2'" na de tweede aftakleiding 6.50 The schematic diagram according to figure 1 shows that a sewer system of wells, connections and pipelines, indicated with a block 1, opens into a main pipe 2 leading to a waste water purification installation 3, where the waste water can be cleaned of contaminants. The sewer system shown is a so-called mixed sewer system, in which waste water from, for example, households or companies, and precipitation are collected. For situations in which more waste water and precipitation 55 is supplied than can be processed in the waste water purification installation 3, a first branch line 4 connects to the main line 2 which leads to a discharge location 5, where excess sewage water can be discharged into surface water, for example via an overflow threshold. Seen in the direction of flow in the main line 2 193499 2, a second branch line or short-circuit line 6, which opens into the first branch line 4, connects to this main line 2 at a distance after the first branch line or overflow line 4. The main line 2 is thereby divided into a first section 2 'before the first branch line 4, a second section 2 "between the two branch lines 4 and 6 and a third section 2" "after the second branch line 6.

5 Duidelijkheidshalve zijn in figuur 2 de aftakleidingen 4 en 6 boven de hoofdleiding 2 getekend, doch in werkelijkheid zullen deze meestal op dezelfde hoogte als de hoofdleiding 2 in zijwaartse richting verlopen.For the sake of clarity, in Fig. 2 the branch pipes 4 and 6 are drawn above the main pipe 2, but in reality they will usually run in the side direction at the same height as the main pipe 2.

Figuur 2 toont de bijzondere aansluitingen van de aftakleidingen 4 en 6 op de hoofdleiding 2, zoals door de uitvinding wordt voorgesteld. Ter plaatse van het knooppunt van de leidingen 4 en 2 is een horizontale scheidingswand 7 op een bepaalde hoogte in de hoofdleiding 2 aangebracht, waarbij de ruimte boven deze 10 scheidingswand 7 in verbinding staat met de aftakleiding 4, terwijl de ruimte onder de scheidingswand 7 deel uitmaakt van de hoofdleiding 2. Een vergelijkbare scheidingswand 8 is ook aangebracht ter plaatse van het knooppunt van de leidingen 6 en 2, waarbij de ruimte boven de scheidingswand 8 aansluit op de tweede aftakleiding 6 en de ruimte onder de scheidingswand 8 deel uitmaakt van de hoofdleiding 2. De dwarsdoorsnede van de hoofdleiding 2 onder de scheidingswanden 7 en 8 dient groot genoeg te zijn voor het 15 doorlaten van voldoende afvalwater voor verwerking in de afvalzuiveringsinrichting 3.Figure 2 shows the special connections of the branch lines 4 and 6 to the main line 2, as proposed by the invention. At the junction of the lines 4 and 2, a horizontal partition wall 7 is arranged at a certain height in the main line 2, the space above this partition wall 7 being in communication with the branch line 4, while the space below the partition wall 7 forms the main pipe 2. A comparable dividing wall 8 is also provided at the junction of the pipes 6 and 2, the space above the dividing wall 8 connecting to the second branch pipe 6 and the space below the dividing wall 8 being part of the main pipe 2. The cross section of the main pipe 2 under the partition walls 7 and 8 must be large enough to allow sufficient waste water to pass through for processing in the waste purification installation 3.

De werking van het in de tekening weergegeven gedeelte van het rioolstelsel volgens de uitvinding is als volgt.The operation of the part of the sewage system according to the invention shown in the drawing is as follows.

Door het gedeelte 2' van de hoofdleiding 2 wordt afvalwater en neerslag aangevoerd. Het afvalwater bevat vaste bestanddelen die een groter soortelijk gewicht dan water bezitten en derhalve hierin kunnen 20 bezinken. Deze bezinkbare bestanddelen zullen uitzakken en derhalve in het onderste gedeelte van de stroom door de hoofdleiding 2 terecht komen. Een dergelijk uitzakken van zwaardere vaste bestanddelen van het afvalwater kan gunstig worden beïnvloed door turbulentie veroorzakende elementen uit de hoofdleiding 2 te weren en derhalve deze uit te voeren als een buis met een zo glad mogelijke binnenwand en voldoende lengte. Bij een voldoende lengte van het gedeelte 2' van de hoofdleiding 2 zal de 25 concentratieverdeling van vaste bestanddelen ofwel slib in de verticale richting van de hoofdleiding 2 veranderen van de situatie volgens figuur 3a aan het begin van het leidinggedeelte 2' naar de situatie zoals is weergegeven in figuur 3b. In beide gevallen is op de verticale as de hoogte van de hoofdleiding 2 uitgezet, terwijl op de horizontale as de concentratie aan vaste bestanddelen of rioolslib is uitgezet. Het is te zien, dat in de situatie volgens figuur 3b het bovenste gedeelte van de stroom door de hoofdleiding 2 relatief 30 slibarm is, terwijl het onderste gedeelte van de stroom door de hoofdleiding 2 relatief slibrijk is. Wanneer deze stroom bij de scheidingswand 7 aankomt, zal het relatief slibrijke gedeelte onder de scheidingswand 7 doorstromen en in het gedeelte 2" van de hoofdleiding 2 terechtkomen, terwijl het relatief slibarme gedeelte van de stroom door de scheidingswand 7 van het andere gedeelte wordt afgescheiden en naar de aftakleiding 4 wordt gevoerd.Waste water and precipitation are supplied through the part 2 'of the main pipe 2. The waste water contains solid components which have a higher specific gravity than water and can therefore settle therein. These settable components will settle and therefore end up in the lower part of the flow through the main line 2. Such settling of heavier solid components of the waste water can be favorably influenced by excluding turbulence-causing elements from the main pipe 2 and thus designing it as a tube with the smoothest possible inner wall and sufficient length. With a sufficient length of the section 2 'of the main line 2, the concentration distribution of solids or sludge in the vertical direction of the main line 2 will change from the situation according to figure 3a at the beginning of the line part 2' to the situation as shown in figure 3b. In both cases the height of the main pipe 2 is plotted on the vertical axis, while the horizontal axis is plotted the concentration of solids or sewage sludge. It can be seen that in the situation according to figure 3b the upper part of the flow through the main line 2 is relatively low in sludge, while the bottom part of the flow through the main line 2 is relatively high in sludge. When this stream arrives at the dividing wall 7, the relatively silt-rich part will flow under the dividing wall 7 and end up in the part 2 "of the main pipe 2, while the relatively low-sludge part of the stream is separated by the dividing wall 7 from the other part and is fed to the branch line 4.

35 In het gedeelte 2" van de hoofdleiding 2 zal voor dat gedeelte van de stroom dat onder de scheidingswand 7 verder in de hoofdleiding 2 stroomt eenzelfde uitzakkingsproces optreden als in het gedeelte 2' (vgl. figuren 3c en 3d). In het gedeelte 2" kan dit proces worden versterkt door de stroomsnelheid van het afvalwater te beperken, hetgeen reeds geschiedt doordat het debiet door het gedeelte 2" van de hoofdleiding 2 kleiner is dan door het gedeelte 2', zodat de stroomsnelheid in het gedeelte 2" lager zal liggen 40 wanneer de diameter van de hoofdleiding 2 gelijk blijft. Aan het einde van het gedeelte 2" van de hoofdleiding 2 is de slibconcentratieverdeling volgens figuur 3d ontstaan en vindt door de scheidingswand 8 wederom een scheiding van slibarm en slibrijk water plaats, waarbij het slibarme water naar de lozings-plaats 5 wordt gevoerd via de aftakleidingen 6 en 4, terwijl het slibrijke water door het hoofdleidinggedeelte 2"' naar de afvalzuiveringsinrichting 3 wordt getransporteerd. Bij de lozingsplaats 5 bevat het daar 45 aankomende water derhalve nog slechts dat gedeelte van de oorspronkelijk in de afvalwaterstroom aanwezige vaste stoffen, dat bij de scheidingswanden 7 en 8 in de bovenstroom zweeft.In the section 2 "of the main line 2, the same sagging process will occur for that part of the stream that flows further below the partition 7 into the main line 2 as in the section 2 '(cf. figures 3c and 3d). In the section 2 "this process can be enhanced by limiting the flow rate of the wastewater, which already occurs because the flow rate through the section 2" of the main line 2 is less than through the section 2 ', so that the flow rate in the section 2 "will be lower 40 when the diameter of the main pipe 2 remains the same. At the end of the section 2 "of the main pipe 2, the sludge concentration distribution according to figure 3d has arisen and the partition 8 again separates the sludge-poor and sludge-rich water, whereby the low-sludge water is fed to the discharge site 5 via the branch pipes 6 and 4, while the sludge-rich water is transported through the main pipe section 2 '' to the waste purification device 3. At the discharge location 5, the water arriving there therefore still contains only that part of the solids originally present in the waste water flow, which floats in the upper flow at the partition walls 7 and 8.

De stroomsnelheid in het hoofdleidinggedeelte 2" dient tijdens overstortsituaties beneden een bepaalde kritische waarde te blijven, teneinde een voldoende bezinking van slib te waarborgen. Dit kan worden bereikt door het aanbrengen van een restrictie in de tweede aftakleiding of kortsluitleiding 6, zoals 50 bijvoorbeeld door een instelbare schuif 9 in de tweede aftakleiding 6. De weerstand in deze tweede aftakleiding 6 moet daardoor zodanig worden, dat de stroomsnelheid in het hoofdleidinggedeelte 2" niet boven een maximumwaarde kan uitkomen. Op deze wijze wordt een optimaal afscheidingsrendement tussen slibrijk en slibarm afvalwater bereikt en wordt bewerkstelligd dat op eenvoudige wijze relatief weinig slib met eventuele verontreinigingen daarin op het oppervlaktewater wordt geloosd. Volgens berekeningen 55 kan met het rioolstelsel volgens de uitvinding 80% van de bezinkbare fractie worden afgescheiden voor toevoer aan de afvalwaterzuiveringsinrichting.The flow velocity in the main pipe section 2 "must remain below a certain critical value during overflow situations, in order to ensure a sufficient sedimentation of sludge. This can be achieved by placing a restriction in the second branch pipe or short-circuit pipe 6, such as 50 for example by adjustable slide 9 in the second branch line 6. The resistance in this second branch line 6 must therefore be such that the flow velocity in the main line section 2 "cannot exceed a maximum value. In this way, an optimum separation efficiency between sludge-rich and low-sludge waste water is achieved and it is ensured that relatively little sludge with possible impurities is discharged into the surface water in a simple manner. According to calculations 55, with the sewage system according to the invention, 80% of the settable fraction can be separated for supply to the waste water purification plant.

In een situatie van droog weer zal de capaciteit van de hoofdleiding 2 en de afvalwaterzuiveringsin-In a dry weather situation, the capacity of the main line 2 and the wastewater treatment

Claims

3 193499 in direction 3 are large enough to process all the waste water, so that all the waste water with sludge therein will flow under the partition walls 7 and 8 and will be led through the main pipe 2 to the waste water purification device 3. By ensuring that in the main pipe 2 and in particular in the part 2 '' thereof in relatively dry situations a relatively steep water suspension line is created and therefore a relatively large soil shear stress in the pipe, sludge accumulated in pipe 2 will stir up and words carried along to the wastewater treatment plant 3. This can be achieved by lowering the main pipe 2 and in particular its part 2 "relatively strongly, for example on the order of 2 m per km of pipe length. The length of the section 2 "of the main pipe 2 will normally be several hundred meters. Incidentally, the branch pipes 4 and 6 should preferably be laid in such a way that, after a rain shower has ended, they are directed in the direction of gravity in the direction of gravity. from the pipe section 2 '' of the main pipe 2 can drain. From the foregoing, it will be apparent that the invention provides a sewage system in which the discharge of sewage sludge to surface water is considerably limited, while this is achieved without mechanical, pneumatic or electrical parts, while still controlling the flow conditions under which the separation process takes place . The invention can be easily integrated into an existing sewage system using existing components and therefore causes lower costs compared to current practice. Furthermore, incorporation of the invention into a sewer system takes up little space. 20

1. Sewer system with free fall, comprising a main pipe extending to a waste-purification device or the like and a branch pipe connected thereto, connected to a discharge location, and with distributing means for distributing a current in the main pipe, in the part before the branch pipe through the main pipe in a relatively silt-rich and low-sludge section through the gravitational settling of sludge into the stream; and separating means for separating the low-sludge and sludge-rich part from each other and passing the more sludge-rich part through the main pipe and guiding the low-sludge part into the branch pipe, characterized by at least a second branch pipe (6) from the main pipe (2 ) at a distance behind the first branch pipe (4), the main pipe being provided with further separating means (8) at a distance behind the first separating means (7) and the dividing means having means (9) in the second branch pipe (6) for limiting the maximum flow rate in the section (2 ") of the main line (2) between the first and second branch lines (4, 6).

Sewer system according to claim 1, characterized in that the distribution means comprise a part (2 ") of the main pipe, provided with an at least approximately smooth inner wall, between the first and second branch pipe (4, 6), which extends in line with the section (2 ') for the first branch pipe (4), and an adjustable restriction (9) in the second branch pipe (6), while both the first and second separating means are at a certain height, transversely through the main pipe (2 partition wall (7, 8) provided, a space above the partition wall (7, 8) communicating with the branch pipe (4, 6).

Sewer system according to claim 1 or 2, wherein the main pipe in the section (2 ") between the first (4) and the second (6) branch pipe drops relatively strongly. Here 1 sheet drawing