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Abwasser-Drehsprenger für biologische Tropfkörper mit wechselndem
Zufluß Die Erfindung bezieht sich auf einen Abwasser-Drehsprenger für biologische
Tropfkörper mit wechselndem Abwasserzufluß mit mehreren von einem zentralen Verteilungskörper
in radialer Richtung sich erstreckenden Verteilerrohren, die zu einem Teil unmittelbar,
zum anderen Teil über einen überfall beschickbar sind, wobei die Austrittsöffnungen
der unmittelbar beschickbaren Verteilerrohre in eine Richtung entgegen der Drehrichtung
weisen.
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Für die Beschickung von Tropfkörpem zur biologischen Reinigung von
Abwasser finden Verteilungsvorrichtungen Anwendung, welche die Aufgabe haben, das
Abwasser gleichmäßig auf die Oberfläche zu verteilen. Bei Tropfkörpern mit kreisflächigem
Grundriß finden vorwiegend umlaufende Sprenger, sogenannte Drehsprenger, Verwendung,
die nach dem Prinzip des Segnerschen Wasserrades arbeiten. Das Wasser tritt hierbei
aus Austrittsöffnungen aus, welche seitlich in den Verteilerrohren angeordnet sind.
Um die erforderliche gute Durchlüftung zu ererzielen, hat es sich als zweckmäßig
erwiesen, die Drehsprenger unabhängig von der zugeführten Wassermenge ganz langsam
um. laufen zu lassen.
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Bei den meisten bisher bekannten Ausführungen war die Umlaufgeschwindigkeit
von der zugeführten Wassermenge abhängig. Vielfach schwanken jedoch die zugeführten
Wassermengen, z. B. infolge von Regenfällen oder umgekehrt in Trockenheitsperioden,
und damit die Umlaufgeschwindigkeiten der Drehsprenger ganz erheblich. Um bei sehr
kleinen Wassermengen eine zu geringe Austrittsgeschwindigkeit aus den Austrittsöffnungen
zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, die Drehsprenger mit mehreren Verteilerrohren
auszubilden, von denen ein Teil unmittelbar vom Verteilungskörper beschickbar ist,
während bei den übrigen Verteilerrohren vor dem Zulauf zu diesen im Verteilungskörper
ein überfall angeordnet ist, so daß bei kleinen Wasserinengen nur die unmittelbar
beschickbaren Rohre in Betrieb kommen. Dadurch wird auch bei kleinen Wassermengen
eine höhere Austrittsgeschwindigkeit in den beaufschlagten Austrittsöffnungen bei
gleichmäßigem Wasserstrahl sowie sicheres Anlaufen der Drehsprenger erreicht. Aber
auch dieser Ausbildung haftet der Nachteil an, daß die Umlaufgeschwindigkeit der
Drehsprenger bei größerem Abwasserzufluß beträchtlich zunimmt, da sodann auch die
über einen überfall beschickbaren Verteilerrohre in Betrieb kommen und den Umlauf
des Drehsprengers beschleunigen.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils sind nach einem anderen Vorschlag
Verteilerrohre vorgesehen, die eine horizontale längsverlaufende Scheidewand besitzen.
Die dadurch gebildeten, übereinander befindlichen Kanäle der Doppelrohre besitzen
verschiedene Austrittsbohrungen, und zwar sind bei dem -unteren Kanal die Bohrungen
in üblicher Weise nur nach einer Seite gerichtet, bei dem oberen Kanal gleichmäßig
nach allen Seiten verteilt. Hierdurch soll erreicht werden, daß bei Beaufschlagung
nur des unteren Kanals der Drehsprenger den gleichen Reaktionsdruck erhält wie bei
Beaufschlagung beider Kanäle. Die bekannte Anordnung wird jedoch der gestellten
Aufgabe nicht gerecht, da bei Beaufschlagung der oberen Kanäle auch der statische
Druck in den unteren Kanälen, somit die Austrittsgeschwindigkeit des Wassers und
infolgedessen die Drehgeschwindigkeit wächst. Unter ungünstigen Voraussetzungen,
z. B. bei großem Regenwasseranfall, kann der statische Druck im Verteilerkörper
beträchtliche Werte annehmen und eine erhebliche Beschleunigung des Umlaufes zur
Folge haben. Die vorgeschlagene Anordnung stellt sich zudem überaus aufwendig.
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Es ist bekannt, daß die Tätigkeit der Mikroorganismen in Tropfkörpem
und infolgedessen die biologische Reinigung des Abwassers in hohem Grad davon abhängt,
daß zwischen den Benetzungsphasen bei den einzelnen Durchgängen der Verteilerrohre
des Drehsprengers an jeder definierten Stelle des Tropfkörpers bzw. Oxydationsbeetes
in der Belüftungsphase genügend Zeit verbleibt, um den Zutritt der Luft zu gestatten,
während hingegen die in der einzelnen Benetzungsphase aufgegebene Abwassermenge
den Reinigungseffekt in nur geringem Maß beeinflußt. Dies bedeutet jedoch, daß es
für den angestrebten Effekt bei größeren Abwassermengen bedeutend vorteilhafter
ist, auf ein definiertes Teilfeld des Tropfkörpers in jeder Benetzungsphase eine
größere Menge Abwasser aufzubringen, jedoch die Belüftungsphase zwischen zwei Benetzungsphasen
tunlichst gleich zu halten, als etwa - umgekehrt -
die aufgegebene
Wassermenge in den einzelnen Benetzungsphasen gering zu halten und den Wechsel
zwischen
Benetzung und Belüftung unter Verkürzung der einzelnen Belüftungsphasen zu beschleunigen.
Für den praktischen Betrieb ergibt sich hieraus die Forderung, Maßnahmen zu treffen,
um die Umlaufgeschwindigkeit des Drehsprengers bei wechselnden Abwassermengen bzw.
wechselndem hydrostatischem Druck möglichst konstant zu halten.
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Der Erfindung liegt hiernach die Aufgabe zugrunde, einen Drehsprenger
der eingangs erwähnten Bauart zu schaffen, dessen Umlaufgeschwindigkeit unabhängig
von der zufließenden Abwassennenge und deren statischem Druck praktisch konstant
bleibt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die über den
überfall beschickbaren Verteilerrohre am Verteilungskörper derart angebracht sind,
daß ihre Austrittsöffnungen in die Drehrichtung weisen und der Winkel zwischen den
Bohrachsen der Austrittsöffnungen und der Vertikalen kleiner ist als der Winkel
zwischen den Bohrachsen der Austrittsöffnungen der unmittelbar beschickbaren Verteilerrohre
und der Vertikalen.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß bei größeren Abwassermengen,
wenn auch die über den überfall beschickbaren Verteilerrohre in Betrieb sind, das
aus ihnen in Drehrichtung austretende Wasser einen gewissen Druck entgegen der Drehrichtung
und somit eine der infolge des höheren hydrostatischen Drucks zu erwartenden Beschleunigung
durch das aus den unmittelbar beschickten Rohren austretende Wasser entgegengerichtete
Bremswirkung ausübt. Dabei ist, wie -ohne weiteres ersichtlich, die Wirkung dieser
Maßnahme unabhängig davon, ob der Stand des Wassers im Verteilungskörper mehr oder
weniger hoch über dem überfall bzw. den überfällen steht, da die Beschleunigungswirkung
und die Bremswirkung in gleichem Verhältnis beeinflußt werden.
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Die richtige Stellung der Austrittsöffnungen in den Verteilerrohren,
die über den überfall beschickt werden, hängt von der Veränderung der Lagerreibung,
der Dichtungsreibung und vom Luftwiderstand der Rohre bei der Umdrehung ab und kann
nur annähernd rechnerisch erfaßt werden.
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Zur Anpassung an die örtlich gegebenen Verhältnisse wird daher erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß die über den überfall beschickbaren, in an sich bekannter Weise
am Verteilungskörper angeflanschten Verteilerrohre an der Flanschverbindung wahlweise
um kleine Zentriwinkel zur Einstellung des Winkels zwischen Bohrachsen ihrer Austrittsöffnungen
und der Vertikalen verdrehbar sind. In einfacher zweckmäßiger Weise kann dies dadurch
erreicht werden, daß die Anschlußflansche der über den überfall beschickbaren Rohre
und gegebenenfalls die diesen zugeordneten Anschlußflansche des Verteilungskörpers
mit zusätzlichen, in kleinem Teilungswinkel angeordneten Bohrungen für Befestigungsschrauben
zur Einstellung der Winkellage der Austrittsöffnungen versehen sind. In dieser Ausführungsforrn
kann der erfindungsgemäße Drehsprenger den im einzelnen Fall gegebenen Voraussetzungen
für eine vorgesehene Betriebsweise ohne Schwierigkeiten angepaßt werden und gestattet
auch, Änderungen der Betriebsweise durchzuführen, falls solche erwünscht sind.
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Eine einfache zweckmäßige Ausführungsforrn des Gegenstandes der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt A b b. 1 den vollständigen
Drehsprenger in Seitenansicht, A b b. 2 einen Radialschnitt durch
ein unmittelbar beschicktes Verteilerrohr, Ab b. 3 einen Radialschnitt durch
ein über einen überfall beschicktes Vertederrohr.
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Am Verteilerkörper 1 eines Drehsprengers üb-
licher Bauart
sind die Verteilerrohre2 und 2' in an sich bekannter Weise derart angeflanscht,-
daß- d ie Anschlußstutzen bei den Verteilerrohren 2' zur Bildung eines überfalls
höher liegen als bei den Verteilerrohren 2. Diese ältere Bauart wurde nur wegen
der einfacheren Darstellungsweise gewählt, während bei neueren Bauarten die Anschlußflansche
am Verteilergehäuse in gleicher Ebene liegen und statt dessen bei einem Teil der
Rohre entsprechende Überfälle im Inneren der Verteilungskörper angeordnet sind.
Die Größe und Anzahl der Austrittsöffnungen in den Verteilerrohren 2 werden bei.
dieser Ausführung so bemessen, daß bei kleiner zugeführter Ab-
wassermenge
der Wasserspiegel im Inneren des Verteilungskörpers niedriger liegt als die Unterkante
der Anschlüsse für die Verteilerrohre 2' oder die entsprechenden überfälle im Inneren
des Verteilungskörpers, so daß hierbei nur die unteren Rohre beaufschlagt werden.
Die Verteilerrohre 2, 2' sind, um eine gleichmäßige Verteilung des Abwassers auf
den Radius der Kreisfläche zu erzielen, in bekannter Weise mit Austrittsöffnungen
verschiedenen, von innen nach außen wachsenden Durchmessers in entsprechenden Abständen
versehen. Die Austrittsöffnungen können auch, um eine gleichmäßige Verteilung des
Abwassers zu erreichen, mit Düsen oder Pralltellem ausgerüstet sein. Die Austrittsöffnungen
4' in den unmittelbar beschickten Verteilerrohren sind so angeordnet, daß der Winkel
ß zwischen den Bohrachsen der Austrittsöffnungen bei den weiter oben am Verteilerkörper
angeflanschten Verteilerrohren 2** mit der Senkrechten kleiner ist als der Winkel
oc zwischen den Bohrachsen der Austrittsöffnungen 4 in den weiter unten am Verteilungskörper
angeflanschten, unmittelbar beschickten Verteilerrohre 2 mit der Senkrechten bilden.
Auf diese einfache Weise wird ohne zusätzliche Kosten verhindert, daß die Sprenger
bei stärkerer Beaufschlagung mit Abwasser schneller laufen als bei geringerer. Da
es infolge der schwer übersehbaren Reibungs- und Druckverluste bei derartigen Drehsprengern
kaum möglich ist, die Umlaufgeschwindigkeit im Voraus zu berechnen, sind die Anschlußflansche
zwischen dem Verteilungskörper und den Drehsprengerarinen mit einer so großen Zahl
von Löchern 5 versehen, daß eine Verdrehung im Betrieb möglich ist, wobei
natürlich auch darauf Rücksicht genommen werden muß, daß die Rohre in den Aufhängungen
entsprechend verdreht werden können.
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Bei einer Bauart, bei der die Sprengerrohre nicht - wie in
der Zeichnung dargestellt - auf verschiedener Höhe, sondern auf gleicher
Höhe am Verteilungskörper angeflanscht sind und über einen überfall im Inneren des
Verteilungskörpers beschickt werden, ergibt sich die einfache Möglichkeit, den Winkel
ß durch Verdrehen der Verteilerrohre 2' zu ändern und den Betriebsbedingungen
anzupassen.