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Die Erfindung betrifft eine Klarwasserabzugseinrichtung für Klärbecken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche Klarwasserabzugseinrichtungen werden in Kläranlagen eingesetzt, die als Belebungsanlagen mit Aufstaubetrieb bezeichnet werden (vgl. Merkblatt ATV-M 210, ATV-Regelwerk der Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik e. V., Sept. 1997, ISBN 3-927729-49-3). Darunter werden Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung verstanden, bei denen zur biologischen Abwasserreinigung belebter Schlamm eingesetzt wird. Dabei finden die biologischen Reinigungsprozesse und die Abtrennung des belebten Schlammes vom gereinigten Abwasser in ein und demselben Klärbecken statt. Der Wasserspiegel im Klärbecken steigt beim Einleiten des zu behandelnden Abwassers und sinkt, wenn das gereinigte Abwasser chargenweise aus der Oberflächenschicht des Klärbeckens abgezogen wird. Derartige Verfahren sind auch unter dem Kürzel ”SBR” (Sequencing Batch Reactor) bekannt, was darauf hinweist, dass das Abwasser chargenweise behandelt wird (Batch Reactor), dass die dazu benötigten Prozesse, wie biologischer Abbau und Sedimentation, in einer zeitlichen Folge (Sequenz) ablaufen und dass diese Sequenz stetig wiederholt wird (Sequencing).
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In der Füllphase wird das zu reinigende Abwasser in dem Klärbecken aufgestaut und anschließend einer Mischphase unterzogen, während der sich anoxische und/oder anaerobe Milieubedingungen einstellen. An eine Belüftungsphase schließt sich eine Absetzphase an, während der belebte Schlamm im unteren Bereich des Klärbeckens sedimentiert. Schließlich wird in der Klarwasserabzugsphase die an der Oberfläche des Klärbeckens liegende Schicht aus klarem Wasser abgezogen.
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Zu diesem Abzug des klaren Wassers dienen Klarwasserabzugseinrichtungen, die natürlich so ausgestaltet sein müssen, dass sie eine möglichst geringe Strömung in der Klarwasserschicht erzeugen, damit es nicht zur Aufwirbelung von Stoffen aus der sedimentierten Phase kommt. Ferner muss die Klarwasserabzugseinrichtung sich öffnen (Klarwasserabzugsphase) und schließen können. Außerdem muss sie sich in ihrer Höhenlage an die Höhe des Wasserspiegels in dem Klärbecken anpassen.
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In
DE 198 06 370 A1 ist eine Klarwasserabzugseinrichtung beschrieben, die einen Schwimmkörper, ein Abflussrohr, das in den Innenraum des Schwimmkörpers hineinragt und ein an dem Schwimmkörper angebrachtes, in dessen Innenraum führendes Lüftungsrohr aufweist. Das Lüftungsrohr dient dazu, um bei durch das Abflussrohr abfließendem Wasser Luft in den Innenraum des Schwimmkörpers nachzuführen. Ein Verschlussteller zum Öffnen und Schließen des Schwimmkörpers von unten ist nicht vorhanden. Ferner soll bei dieser Klarwasserabzugseinrichtung das Abflussrohr nach einem Wasserabzugsvorgang gefüllt bleiben.
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In
EP 0 979 668 A2 ist eine Klarwasserabzugseinrichtung beschrieben, die einen Schwimmkörper aufweist in den von unten ein Abzugswehr mit einer Überlaufkante hineinragt. Das Abzugswehr ist mit einem Abflussrohr verbunden. Ein Verschlussteller zum Öffnen und Schließen des Schwimmkörpers ist nicht vorhanden; stattdessen ist ein Druckluftsystem vorgesehen, das durch Einpressen von Luft in den Schwimmkörper Luftpolster bildet, die das Einströmen von Wasser blockieren und dadurch einen Verschluss bilden. Bei Ablassen der Luft aus den Luftpolstern wird der Zulaufbereich wieder geöffnet, so dass wieder Wasser über das Abzugswehr in das Abflussrohr fließen kann.
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In
DE 298 17 284 U1 ist eine Klarwasserabzugseinrichtung mit einem Schwimmköper und einem Abflussrohr offenbart. Mit Öffnen des Abflussrohrs, zum Beispiel durch einen Schieber oder durch Inbetriebnahme einer Klarwasserabzugspumpe wird infolge der Sogwirkung eine Verschlusseinrichtung am Eingang des Abflussrohrs geöffnet; nach Ende des Klarwasserabzugs schließt die Verschlusseinrichtung selbstständig. Bei der ersten Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme der Klarwasserabzugseinrichtung muss diese, damit die selbstständig arbeitenden Verschlusseinrichtungen funktionieren, entlüftet werden, wozu ein Entlüftungshahn vorgesehen ist. Während des Betriebs findet keine Be- oder Entlüftung der Klarwasserabzugseinrichtung statt.
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Eine bekannte Klarwasserabzugseinrichtung der G. A. A. Ges. für Abwasser- und Abfalltechnik mbH, Mölln weist einen Schwimmkörper auf, der Auftriebskörper und eine umlaufende Tauchwand hat, die auf eine vorgegebene Tiefe in das Wasser an der Oberfläche eintaucht. Der Zweck dieser Tauchwand liegt darin, Wasser aus der unmittelbaren Oberflächenschicht abzuhalten, um schwimmende Verunreinigungen zurückzuhalten. Im geöffneten Zustand fließt Wasser durch eine unterhalb des unteren Randes der Tauchwand liegende umlaufende Einlauffläche in den Schwimmkörper ein. Unterhalb des Schwimmkörpers ist ein Verschlussteller vorgesehen, der zwischen sich und dem unteren Rand der Tauchwand die erwähnte umlaufende Wassereinlauffläche definiert. Der Verschlussteller ist an dem Schwimmkörper beweglich angebracht und kann aus einer Stellung in Abstand zum unteren Rand der Tauchwand (geöffnete Stellung) in eine Stellung in Anlage an dem unteren Rand der Tauchwand bewegt werden (geschlossene Stellung der Klarwasserabzugseinrichtung). Der Verschlussteller ist an seinem äußeren Rand in einem Bereich, der in Anlage an den unteren Rand der Tauchwand kommt, mit Dichtungseinrichtungen versehen, damit die Wassereinlauffläche bei angezogenem Verschlussteller dicht abgeschlossen ist und so der Innenraum des Schwimmkörpers abgedichtet ist.
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Durch den Verschlussteller läuft mittig ein Abflussrohr hindurch, das oberhalb des Verschlusstellers im Innenraum des Schwimmkörpers endet. Das Abflussrohr ragt in eine solche Höhe in das Innere des Schwimmkörpers hervor, dass es bei geschlossenem Verschlussteller mit seinem oberen Rand über dem Wasserspiegel liegt, um das Abflussrohr somit gegen weiteren Zufluss von Wasser abzudichten, während es bei abgesenktem, d. h. geöffnetem Verschlussteller unterhalb des Wasserspiegels im Klärbecken liegt, so dass Wasser durch die umlaufende Einlauffläche in das Innere des Schwimmkörpers einfließen und über den oberen Rand in das Abflussrohr abfließen kann. Das Abflussrohr führt unten aus dem Klärbecken heraus. Damit der Schwimmkörper sich an den variierenden Wasserspiegel im Klärbecken anpassen kann, ist er an vertikalen Führungsstangen beweglich gehalten; das Abflussrohr muss entsprechende Höhenveränderungen in dem Klärbecken aufnehmen können. Bei der bekannten Klarwasserabzugseinrichtung ist das Abflussrohr aus diesem Grund als Teleskoprohr ausgebildet, das vertikal nach unten verläuft und dessen Länge sich an die jeweilige Höhe anpasst.
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In der geöffneten Stellung fließt das klare Oberflächenwasser des Klärbeckens bei der bekannten Klarwasserabzugseinrichtung durch die Einlauffläche unterhalb der Tauchwand und oberhalb des Verschlusstellers in den Innenraum des Schwimmkörpers ein und dann weiter noch oben über den oberen Rand des Abflussrohrs. Das Abflussrohr ragt so weit in den Innenraum des Schwimmkörpers oberhalb des Verschlusstellers hinein, dass es in der geschlossenen Stellung (Verschlussteller an den unteren Rand der Tauchwand herangefahren) mit seinem oberen Rand über den Wasserspiegel im Innenraum des Schwimmkörpers hinausragt, so dass kein weiteres Wasser abfließen kann und das Abflussrohr abgedichtet ist und leerlaufen kann, während der Innenraum des Schwimmkörpers weitgehend mit Wasser gefüllt bleibt. Dies ist erforderlich, um zu große Auftriebkräfte auf den Schwimmkörper und das Abflussrohr zu vermeiden. Daher ragt das obere Ende des Abflussrohrs bis nahe an den oberen Rand des Schwimmkörpers. Aus dem im Innenraum des geschlossenen Schwimmkörpers zurückgebliebenen Nasser können sich kleine Restmengen von Verunreinigungen absetzen, vornehmlich auf die Oberfläche des Verschlusstellers, der die Bodenfläche des Innenraums bildet. Über längere Betriebszeiträume können so sichtbare Rückstände auf der Oberfläche des Verschlusstellers zurückbleiben. Diese Rückstände müssen bei Wartungsarbeiten entfernt werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klarwasserabzugseinrichtung der oben angegebenen Art so zu verbessern, dass sie einfacher zu betreiben ist, insbesondere Wartungsarbeiten bedingt durch die Bildung von abgesetzten Rückständen zu reduzieren.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Klarwasserabzugseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in dem Unteranspruch aufgeführt.
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Erfindungsgemäß führt das Abflussrohr aus einer Öffnung des Verschlusstellers nach unten heraus und ragt somit nicht in den Innenraum des Schwimmkörpers oberhalb des Verschlusstellers hinein. Das Verschließen des Abflussrohres beim Schließen der Klarwasserabzugseinrichtung wird dadurch erreicht, dass ein Entlüftungsrohr an dem Schwimmkörper vorgesehen ist, das mit dem Abflussrohr an dem Verschlussteller ausgerichtet ist und an seinem unteren Ende eine Dichtung trägt, die so angeordnet ist, dass beim Schließen des Verschlusstellers das Entlüftungsrohr mit seiner Dichtung in Anlage an die Öffnung des Abflussrohrs kommt und dieses verschließt und so gegen den Innenraum des Schwimmkörpers abdichtet.
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Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau ist daher das in den Innenraum des Schwimmkörpers über den Verschlussteller hinaus ragende Ende des Abflussrohrs, das im Stand der Technik dazu diente, sich bei geschlossener Klarwasserabzugseinrichtung über den Wasserspiegel hinaus zu erstrecken, überflüssig. Stattdessen ist es ausreichend, dass das Abflussrohr sich an eine Öffnung in dem Verschlussteller nach unten anschließt und somit keine in den Innenraum des Schwimmkörpers hineinragende Struktur benötigt. Dadurch ist der Fließweg des bei geöffneter Klarwasserabzugseinrichtung einfließenden Wassers wesentlich vereinfacht, da das Wasser durch die Einlauffläche hindurch im wesentlichen parallel zur Ebene des Verschlusstellers, d. h. im wesentlichen in horizontaler Richtung daran entlang einfließen und dann nach unten in das Abflussrohr abfließen kann, während es im Stand der Technik nach Einfließen durch die Einlauffläche wieder nach oben über den Rand des aufragenden Abflussrohrs fließen musste. Aufgrund des in der erfindungsgemäßen Klarwasserabzugseinrichtung geschaffenen Fließweges parallel zur Oberfläche des Verschlusstellers ist die Bildung von Ablagerungen und Rückständen an dieser Oberfläche wesentlich reduziert, da anschließend an eine Ruhephase, in der sich geringe Restmengen von Verunreinigungen absetzen können, in der nächsten Klarwasserabzugsphase Wasser an der Oberfläche des Verschlusstellers entlangfließt und zuvor abgesetzte Restverschmutzungen mitreißt in den Strom in das Abflussrohr. Daher können sich auch über viele Betriebszyklen keine Ablagerungen an der Oberfläche des Verschlusstellers ansammeln.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen erläutert, in denen:
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1 eine schematische seitliche Schnittansicht einer Klarwasserabzugseinrichtung in geschlossener Stellung zeigt;
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2 die Klarwasserabzugseinrichtung aus 1 in geöffneter Stellung zeigt.
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In 1 ist die Klarwasserabzugseinrichtung in geschlossener Stellung gezeigt. Diese Stellung nimmt die Klarwasserabzugseinrichtung während der Füllphase des Klärbeckens und bis zum Klarwasserabzug ein. Nach Auffüllen des Klärbeckens und nach Mischen und Belüften tritt eine Absatz- und Reaktionsphase ein, während der der belebte Schlamm 11 sedimentiert und darin biologische Prozesse ablaufen. Nach der Absatz- und Reaktionsphase hat sich, wie in 2 dargestellt, eine unten liegende, sedimentierte Phase 11 und eine darüberliegende Klarwasserphase 1 gebildet. Daran schließt sich der Klarwasserabzug an, in dem die obenliegende Klarwasserschicht 1 durch die Klarwasserabzugseinrichtung möglichst vollständig abgezogen wird.
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Die Klarwasserabzugseinrichtung weist einen Schwimmkörper 2 auf, der mit Schwimmkörpern 3 und einer umlaufenden Tauchwand 4 versehen ist. Mit dem Schwimmkörper 2 ist ein Verschlussteller 6 verbunden (die Verbindung ist in den schematischen Darstellungen der Figuren nicht gezeigt), wobei die Verbindung so ausgeführt ist, dass der Verschlussteller 6 aus der in 1 dargestellten Position in dichter Anlage am unteren Rand der Tauchwand 4 in eine davon entfernte, geöffnete Stellung bewegbar ist, wie sie in 2 dargestellt ist. Der Verschlusssteller 6 ist mittig mit einer trichterförmig sich verengenden Öffnung versehen, an die sich nach unten das Abflussrohr 20 anschließt. Das Abflussrohr 20 ist als Teleskoprohr ausgeführt, so dass sich die Höhenlage des Verschlusstellers 6 anpassen kann, so dass die gesamte Klarwasserabzugseinrichtung dem veränderlichen Wasserspiegel im Klärbecken folgen kann.
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An dem Schwimmkörper ist mittig in sein Inneres ragend ein Entlüftungsrohr 8 vorgesehen, das auf das Abflussrohr 20 hin ausgerichtet und damit koaxial angeordnet ist. Das Entlüftungsrohr 8 trägt in seinem unteren Endbereich eine Dichtung 9, die so angeordnet ist, dass sie bei geschlossener Stellung des Verschlusstellers 6 an dem Schwimmkörper 2 in dichte Anlage an die sich aufweitende Wand der Vertiefung 7 des Verschlusstellers 6 kommt. Auf diese Weise ist bei der in 1 dargestellten geschlossenen Stellung des Verschlusstellers 6 an dem Schwimmkörper 2 dessen Innenraum gegen das Abflussrohr 20 abgedichtet, so dass darin Wasser aus der Klarwasserphase zurückbleibt und das Abflussrohr leerläuft, während dabei Luft durch das Entlüftungsrohr 8 nachströmt, die durch Öffnungen 10 einströmt. Nach dem Schließen der Klarwasserabzugsrichtung können sich geringfügige Restverschmutzungen aus der Klarwasserphase am Boden absetzen und so auf der Oberfläche des Verschlusstellers 6 zurückbleiben. Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung der Klarwasserabzugseinrichtung werden solche Rückstände jedoch in der nächsten Klarwasserabzugsphase wieder abgespült, da das in der geöffneten Stellung der Klarwasserabzugseinrichtung durch die umlaufende Einlauffläche zwischen der Tauchwand 4 und dem Verschlussteller 6 einfließende Klarwasser parallel zur Oberfläche des Verschlusstellers 6 daran entlang fließt und etwaige Rückstände mitnimmt.