NL193499C - Rioolstelsel. - Google Patents

Description

1 193499

Rioolstelsel

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.

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.

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.

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.

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.

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.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, die een uitvoeringsvoorbeeld van het rioolstelsel volgens de uitvinding zeer schematisch weergeeft.

Figuur 1 is een schema van een uitvoeringsvoorbeeld van het rioolstelsel volgens de uitvinding.

45 Figuur 2 is een zeer schematisch zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van een gedeelte van het rioolstelsel volgens figuur 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.

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.

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.

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.

De werking van het in de tekening weergegeven gedeelte van het rioolstelsel volgens de uitvinding is als volgt.

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.

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.

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.

In een situatie van droog weer zal de capaciteit van de hoofdleiding 2 en de afvalwaterzuiveringsin-

Claims (3)

3 193499 richting 3 groot genoeg zijn om al het afvalwater te verwerken, zodat al het afvalwater met slib daarin onder de scheidingswanden 7 en 8 door zal stromen en door de hoofdleiding 2 naar de afvalwaterzuiveringsin-richting 3 zal worden gevoerd. Door ervoor te zorgen dat in de hoofdleiding 2 en in het bijzonder in het gedeelte 2"' daarvan in drogere situaties een relatief steile waterverhanglijn en derhalve een relatief grote 5 bodemschuifspanning in de leiding ontstaat, zal het tijdens neerslagsituaties in de leiding 2 geaccumuleerde slib opwoelen en woorden meegevoerd naar de afvalwaterzuiveringsinrichting 3. Dit kan worden bereikt door de hoofdleiding 2 en in het bijzonder het gedeelte 2" daarvan relatief sterk te laten dalen, bijvoorbeeld in de orde van grootte van 2 m per km lengte van de leiding. De lengte van het gedeelte 2" van de hoofdleiding 2 zal in een normaal geval enige honderden meters bedragen. Overigens dienen de aftakleidingen 4 en 6 bij 10 voorkeur zodanig te worden aangelegd dat zij na afloop van een regenbui onder invloed van de zwaartekracht in de richting van het leidinggedeelte 2"' van de hoofdleiding 2 kunnen leegstromen. Uit het voorgaande zal duidelijk zijn dat de uitvinding een rioolstelsel verschaft, waarbij de lozing van rioolslib op oppervlaktewater aanzienlijk is beperkt, terwijl dit wordt bereikt zonder mechanische, pneumatische of elektrische onderdelen, terwijl er toch controle is over de stromingscondities waaronder het 15 afscheidingsproces zich afspeelt. De uitvinding kan eenvoudig in een bestaand rioolstelsel onder gebruikmaking van reeds aanwezige onderdelen worden geïntegreerd en veroorzaakt derhalve lagere kosten vergeleken met de nu gangbare praktijk. Verder neemt inpassing van de uitvinding in een rioolstelsel weinig ruimte in beslag. 20

1. Rioolstelsel met vrij verval, voorzien van een zich naar een afvalzuiveringsinrichting of dergelijke uitstrekkende hoofdleiding en een hierop aansluitende, op een lozingsplaats aangesloten aftakleiding, en 25 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, gekenmerkt door ten minste een tweede aftakleiding (6) 30 vanaf de hoofdleiding (2) op een afstand achter de eerste aftakleiding (4) waarbij de hoofdleiding is voorzien van verdere scheidingsmiddelen (8) op afstand achter de eerste scheidingsmiddelen (7) en de verdeelmiddelen zijn voorzien van middelen (9) in de tweede aftakleiding (6) voor het beperken van de maximale stroomsnelheid in het gedeelte (2") van de hoofdleiding (2) tussen de eerste en tweede aftakleiding (4, 6).

2. Rioolstelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verdeelmiddelen een van een althans 35 ongeveer gladde binnenwand voorzien gedeelte (2") van de hoofdleiding tussen de eerste en tweede aftakleiding (4, 6), dat in het verlengde loopt van het gedeelte (2') voor de eerste aftakleiding (4) omvatten, en een instelbare restrictie (9) in de tweede aftakleiding (6), terwijl zowel de eerste als de tweede scheidingsmiddelen een op een bepaalde hoogte, in dwarsrichting door de hoofdleiding (2) aangebrachte scheidingswand (7, 8) omvatten, waarbij een ruimte boven de scheidingswand (7, 8) met de aftakleiding (4, 6) in 40 verbinding staat.

3. Rioolstelsel volgens conclusie 1 of 2, waarbij de hoofdleiding in het gedeelte (2") tussen de eerste (4) en de tweede (6) aftakleiding relatief sterk daalt. Hierbij 1 blad tekening