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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Absetzeinrichtung
aus einem Klärbecken und einem gesonderten Feststoffbehälter besteht, die zum Klären
im zusammengesetzten Zustand offen miteinander in Verbindung stehen und in der Verbindungsebene
nach außen durch eine Dichtung abgedichtet sind und zum Austauschen des Feststoffbehälters
relativ zueinander verfahrbar ausgebildet sind. Bei einer derartigen Klärvorrichtung
kommt es zunächst zu der üblichen Trennung der Feststoffteile vom Wasser, wobei
die als Schlamm anfallenden Feststoffe sich in dem während der Klärung unter dem
Klärbecken befindlichen
Feststoffbehälter ansammeln. Die Ansammlung
der Feststoffe und der Druck der darüber stehenden Wassersäule führen dazu, daß
sich der Schlamm im Feststoffbehälter verdichtet und in Anwesenheit von Aktivstoffen,
beispielsweise Zement und/oder Kalk abbindet und einen relativ festen Block bildet.
Die als Schlamm anfallenden Feststoffe und die darin enthaltenen Aktivstoffe werden
somit in eine feste Blockform überführt, die ohne weiteres deponiert werden kann.
Es ist aber auch möglich, das mit den Aktivstoffen, beispielsweise Zement und/oder
Kalk angereicherte Endprodukt als Rohrstoff für die Herstellung von Futtermitteln,
Düngemitteln oder als Füllstoff für andere Produkte zu benutzen.
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Eine erfindungsgemäß ausgebildete Klärvorrichtung hat auch den Vorteil,
daß der Feststoffbehälter als »Container« benutzt werden kann, um das Endprodukt
in der üblichen Weise zur Deponie oder zur weiteren Verarbeitung zu befördern.
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Bei einer praktischen Ausführungsform ist an dem in der Verbindungsebene
liegenden unteren Rand des Klärbeckens eine pneumatisch aufpumpbare Profildichtung
befestigt und der gegenüberliegende obere Rand des Feststoffbehälters besitzt eine
entsprechende Anpreßfläche. Das Klärbecken wird zweckmäßig mit Zylinderaggregaten
in einem portalartigen Fahrgestell aufgehängt, so daß es zwischen zwei nebeneinander
aufgestellten Feststoffbehältern verfahren und mit diesen wasser- und druckdicht
verbunden werden kann.
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Es ist aber auch möglich, das Klärbecken mit einem Rollenwagen auf
Fahrschienen abzustützen, der längenveränderliche Stützen besitzt, die aus je einem
Teleskoprohr mit einer darin angeordneten Feder bestehen. Die wasser- und druckdichte
Verbindung des Klärbeckens mit dem darunter angeordneten Feststoffbehälter kann
dann mit bekannten Spannexzentern gegen die Wirkung der Federn erfolgen.
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In einer Aufbereitungsanlage für mit Zement und/oder Kalk und Zuschlagstoffen
angereichertes Abwasser wird dem Klärbecken der erfindungsgemäß ausgebildeten Klärvorrichtung
zweckmäßig eine Einrichtung zum Trennen der körnigen Zuschlagstoffe vom Feststoff-Wassergemisch
vorgeschaltet und ein Sammelbecken für das Spül- und Gebrauchswasser nachgeschaltet.
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Die Einrichtung zum Trennen der körnigen Zuschlagstoffe vom Feststoff-Wassergemisch
kann aus einem bekannten Schwingsieb bestehen, während das Sammelbecken zweckmäßig
in eine erste Kammer für das Spülwasser und eine nachgeschaltete zweite Kammer für
das Gebrauchswasser aufgeteilt ist Für den Winterbetrieb kann zwischen den beiden
Kammern eine dritte, aufheizbare Kammer für das Gebrauchswasser angeordnet sein.
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Eine erfindungsgemäß ausgebildete Aufbereitungsanlage mit der darin
verwendeten Klärvorrichtung hat den Vorteil, daß die anfallenden Abfälle erheblich
reduziert werden, weil die körnigen Zuschlagstoffe und die alkalischen Abwässer
vollständig wieder in die Kreislauf zurückgeführt werden können. Dadurch wird ein
ganzer Industriezweig, der bisher als Erzeuger von Sonderabfällen galt, in die Lage
versetzt, seine Abfälle selbst aufzubereiten und weiterzuverarbeiten. Damit ist
eine erhebliche Entlastung der Mülldeponien verbunden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in
denen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß ausgebildeten Klärvorrichtung und
ein zugehöriger Stammbaum für eine vollständige Aufbereitungsanlage dargestellt
sind. In den Zeichnungen zeigen: F i g. 1 eine Klärvorrichtung, teilweise geschnitten,
in Seitenansicht, F i g. 2 dieselbe Klärvorrichtung, teilweise geschnitten, in der
anderen Seitenansicht, F i g. 3 eine Dichtung der Klärvorrichtung gemäß den F i
g. 1 und 2 in vergrößertem Querschnitt, F i g. 4 eine andere Ausführungsform der
Klärvorrichtung in Seitenansicht, F i g. 5 eine Dichtung der Klärvorrichtung gemäß
Fig. 4 in vergrößertem Querschnitt, F i g. 6 eine Vorrichtung zum Wechseln eines
Feststoffbehälters der Klärvorrichtung in Seitenansicht, Fig. 7 eine Hälfte derselben
Vorrichtung in der anderen Seitenansicht, F i g. 8 einen vergrößerten Ausschnitt
aus F i g. 7, F i g. 9 einen Stammbaum einer Aufbereitungsanlage für die Reinigungsstation
von Beton-Mischfahrzeugen mit einer Klärvorrichtung.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Klärvorrichtung besitzt ein
Klärbecken 1 und einen davon gesonderten, konisch zulaufenden Feststoffbehälter
2. Das Klärbekken 1 ist an einem portalartigen Fahrgestell 3 aufgehängt, welches
auf Schienen oder dergl. relativ zu dem Feststoffbehälter 2 verfahren werden kann.
An dem Klärbecken 1 sind eine Zuleitung 4 für das Schmutzwasser und eine Überlaufleitung
5 für das gereinigte Brauchwasser befestigt. An dem Fahrgestell 3 ist ferner ein
Behälter 6 für ein Flockungsmittel befestigt und auf diesem und damit ebenfalls
am Fahrgestell 3 eine Dosierpumpe 7. Das Flockungsmittel kann über einen Impfschlauch
der Zuleitung 4 für das Schmutzwasser eingeimpft werden.
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In dem Klärbecken 1 befindet sich ein zylindrischer Einsatz 8 und
in diesem zentrisch an der Oberseite ein Prallteller 9, über dem die Zuleitung 4
mündet. Wie in Fig. 1 durch die Pfeile angedeutet, wird das mit dem Flockungsmittel
versetzte Schmutzwasser über dem Prallteller 9 in den Innenraum des zylindrischen
Einsatzes 8 gebracht, sinkt in diesem unter Absetzung der Feststoffpartikeln nach
unten, wobei sich die Feststoffpartikeln nach und nach im Feststoffbehälter 2 ansammeln,
während das gereinigte Brauchwasser außerhalb des zylindrischen Einsatzes 8 in dem
Klärbecken 1 nach oben steigt und dort über die Überlaufleitung 5 abgeleitet wird.
In dieser Klärphase sind das Klärbecken 1 und der Feststoffbehälter 2 über eine
in ihrer Verbindungsebene liegende Dichtung 10 offen miteinander verbunden.
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In der F i g. 3 ist eine pneumatisch aufpumpbare Dichtung 10 dargestellt.
Dabei ist an dem in der Verbindungsebene liegenden unteren Rand des Klärbeckens
1 eine Membrane 11 aus hochelastischem Gummi angeflanscht, die mit einem U-Protll
12 einen Ringraum bildet, der über eine Luftleitung 13 aufgepumpt werden kann. Am
oberen Rand des Feststoffbehälters 2 ist eine der Membrane 11 gegenüberliegende
Dichtfläche 14 vorgesehen. Beim Aufpumpen des Ringraumes preßt sich die Membrane
11 flüssigkeitsdicht gegen die Dichtfläche 14 des Feststoffbehälters 2.
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Soll ein Wechsel des Feststoffbehälters 2 erfolgen, genügt es, den
Druck im Ringraum etwas herabzusetzen, um das Klärbecken 1 ohne weiteres relativ
zum Feststoffbehälter 2 verfahren zu können.
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Bei einem Wechsel des Feststoffbehälters 2 wird zunächst das Klärbecken
1 geleert Hierzu ist an dessen
unterem Ende ein besonderer Wasserablaß
15 vorgesehen, der ein Ventil 16 aufweist. Der Wasserablaß 15 des Klärbeckens 1
weist mit einem elastischen Schlauchstück 17 bis in den Feststoffbehälter 2. Das
Schlauchstück 17 gewährleistet durch seine Elastizität, daß das Klärbecken 1 und
der Feststoffbehälter 2 relativ zueinander bewegt werden können.
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Besonders zweckmäßig ist eine Ausgestaltung, bei der ein weiterer,
zusätzlicher Feststoffbehälter 2 in Verfahrrichtung des Klärbeckens 1 neben dem
jeweils im Einsatz befindlichen Feststoffbehälter 2 steht. Beim Wechsel genügt es
dann, das Klärbecken 1 über den Wasserablaß 15 in den nebenstehenden Feststoffbehälter
2 zu entleeren, dann das Klärbecken 1 mittels des Fahrgestells 3 und allen daran
befestigten, zugehörigen Aggregaten und Leitungen über den nebenstehenden Feststoffbehälter
2 zu verfahren und dort die Verbindung über die Dichtung 10 herzustellen. Der volle
Feststoffbehälter 2 kann dann ohne weiteres abtransportiert werden.
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Der Zeitpunkt des Wechsels wird zweckmäßig durch eine am Feststoffbehälter
2 befestigte Füllstandsüberwachungs- und Anzeigeeinrichtung bekannter Bauart überwacht
Im Laufe der Klärung kommt es im Feststoffbehälter 2 zu einer erheblichen Verdichtung
und in Anwesenheit von Aktivstoffen, beispielsweise Zement und/oder Kalk, zu einer
Verfest#igung der Feststoffe, die dann in fester Blockform anfallen und ohne weitere
Verarbeitung deponiefähig sind. Um auf der Deponie den Feststoffblock aus dem Feststoffbehälter
2 herauskippen zu können, ist es zweckmäßig, den Feststoffbehälter 2 zuvor mit einer
Folie auszukleiden oder die Wände vor Inbetriebnahme mit einem das Anbacken verhindernden
Schalungsöl einzusprühen.
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Das Verfahren des Klärbeckens 1 relativ zum Feststoffbehälter 2 kann
längs- oder querseitig erfolgen.
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Diese beiden Möglichkeit#en sind jeweils bei den Ausführungsbeispielen
einerseits nach den F i g. 1 und 2 und andererseits nach F i g. 4 angedeutet.
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Bei dem in der F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im
Prinzip der gleiche Grundaufbau vorgesehen und gleiche Teile sind auch mit den gleichen
Bezugsziffern gekennzeichnet. Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach den Fig.
1 und 2 besteht in einer etwas anderen Befestigung bzw. Aufhängung des Klärbeckens
la am Fahrgestell 3 und einer anderen Ausgestaltung der Dichtung 10a in der Verbindungsebene.
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In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist das Klärbecken 1 a mittels
vorzugsweise vier Zylinderaggregaten 18, die pneumatisch oder hydraulisch betätigt
werden können, in Richtung auf den Feststoffbehälter 2 zu und von ihm fort beweglich
am Fahrgestell 3 aufgehängt. In F i g. 5 ist die zum Zylinderaggregat 18 gehörende
Kolbenstange noch gezeigt. Ferner ist auf dem in der Verbindungsebene liegenden
unteren Rand des Klärbeckens la ein Dichtring 11a aus hochelastischem Gummi befestigt,
während der Feststoffbehälter 2 an seinem oberen Rand eine Anpreßfläche 14 für den
Dichtring 11a besitzt. Bei dieser Ausführungsform wird beim Wechseln des Feststoffbehälters
2, nachdem das Klärbecken 1a vom Wasser geleert worden ist, über die Zylinderaggregate
18 das Klärbecken 1a im Verhältnis zum Feststoffbehälter 2 angehoben und dann zu
einem nebenstehenden Feststoffbehälter 2 verfahren, wo er dann über die Zylinderaggregate
18 wieder abgesenkt wird, wobei sich der Dichtring 11a dann wasser- und
druckdicht
auf die Dichtfläche 14 des Feststoffbehälters 2 preßt.
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Um das Anheben und Senken des Klärbeckens 1a exakt definiert durchführen
zu können, sind seitlich an mehreren Stellen des Klärbeckens 1a im Abstand voneinander
zwei Führungsschienen 19 befestigt, zwischen die ein am Fahrgestell 3 befestigtes
Führungsstück 20 vorsteht.
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Bei dem in den F i g. 6 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
das Klärbecken 1b mit einem Rollenwagen 21 auf hochgestellten Führungsschienen 19a
abgestützt. Zwischen dem Klärbecken 1b und dem Rollenwagen 21 sind aus Rohrabschnitten
bestehende, teleskopierbare Stützen 22 angeordnet, die eine Feder 23 aufnehmen.
Die druckdichte Verbindung des Klärbeckens 1b mit dem Feststoffbehälter 2b erfolgt
bei dieser Ausführungsform mit bekannten Spannexzentern, welche die Dichtung 10
gegen die Wirkung der Federn 23 zusammenpressen. Nach dem Öffnen der Spannexzenter
24 wird das Klärbecken 1b mit zwei stirnseitig angeordneten Winden 25 angehoben
und von den Federn 23 in der waagerechten Lage gehalten, so daß es unbehindert mit
dem Rollenwagen 21 relativ zum Feststoffbehälter 2b verfahren werden kann.
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In der F i g. 9 ist ein Stammbaum einer Aufbereitungsanlage für die
Reinigungsstation von Beton-Mischfahrzeugen dargestellt. Diese Aufbereitungsanlage
mit einer eingeschalteten Klärvorrichtung hat folgenden Aufbau und Betriebsablauf:
Ein Fahrmischer 31 betätigt mit seinem Einlauftrichter einen Pendelschalter 32.
Dadurch werden ein Transportband 33, ein Schwingsieb 34 sowie eine Druckpumpe 35
betätigt, die über eine Leitung 36 eine Brauseeinrichtung 37 für das Schwingsieb
34 mit Spülwasser beschickt. Das in der Trommel des Fahrmischers 31 befindliche,
mit einer Druckpumpe 38 über eine Spülleitung 39 eingefüllte Spülwasser wird aus
der Trommel ausgedreht und auf das Schwingsieb 34 aufgegeben. Das aufgegebene Gemisch
wird im Durchgang auf unter 0,2 mm getrennt und im Überlauf mit über 0,2 mm auf
das Transportband 33 aufgegeben, welches das ausgewaschene Mischkiesmaterial in
einen Container 40 transportiert. Das im Durchgang des Schwingsiebes 34 als Schlamm
anfallende Feststoff-Wassergemisch wird in einen Pumpensumpf 41 geleitet und betätigt
über einen Niveauschalter 42 eine Schlammpumpe 43. Über die Zuleitung 4 gelangt
das Feststoff-Wassergemisch in das Klärbecken 1 der eigentlichen Klärvorrichtung.
Durch einen Sicherheitsschalter 44 in der Zuleitung 4 wird die Schlammpumpe 43 stillgesetzt
und ein Rückschlagventil 45 verhindert das Rücklaufen des in der Zuleitung 4 anstehenden
Feststoff-Wassergemisches. Nach dem Beenden des Spülvorganges fährt der Fahrmischer
31 von seiner Spülstelle weg, so daß der Pendelschalter 32 seine neutrale Lage einnimmt
und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit über ein Zeitrelais das Transportband 33,
das Schwingsieb 34 und die Druckpumpe 35 ausgeschaltet werden.
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Parallel zur Schlammpumpe 43 wird eine Dosierpumpe 46 für ein Flockungsmittel
betätigt und injiziert über einen Impfschlauch 47 das in einem Behälter 48 angemachte
Flockungsmittel in das die Zuleitung 4 durchströmende Feststoff-Wassergemisch. Ein
Sicherheitsschalter 49 verhindert bei Minimumstand im Behälter 48 ein Anlaufen der
gesamten Spüleinrichtungen. Nach dem Anmachen einer neuen Flüssigkeit mit dem Flockungsmittel
über einen Disperser 50 können
die Schlammpumpe 43 und die Dosierpumpe
46 wieder eingeschaltet werden.
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Das Feststoff-Wassergemisch mit dem injizierten Flockungsmittel strömt
über die Zuleitung 4 zunächst in das obere Klärbecken 1. Dabei werden die beiden
Flüssigkeiten durch die turbulente Strömung in der Zuleitung 4 und durch eine tangentiale
Eingabe in den Prallteller 9 kräftig durchmischt. Dabei schließen sich -die Feinstteile
der in dem Feststoff-Wassergemisch schwebenden Teilchen zusammen und können aufgrund
ihres dadurch ansteigenden Gewichtes in den Feststoffbehälter 2 absinken. Die Fließgeschwindigkeit
des in dem zylindrischen Einsatz 8 sinkenden und in den äußeren Kammern des Klärbeckens
1 aufsteigenden Wassers ist kleiner als die Sinkgeschwindigkeit der Feinstteile,
so daß das in den äußeren Kammern aufsteigende Wasser von den mechanisch absinkenden
Feststoffteilen vollkommen gereinigt in eine erste Kammer 51a eines Sammelbeckens
51 überläuft. Durch einen Füllstandsmelder 52 wird der maximale Füllstand im Feststoffbehälter
2 angezeigt, so daß durch Öffnen eines Quetschventils 53 das im Klärbecken 1 befindliche
Wasser über den Wasserablaß 15 in einen weiteren Feststoffbehälter 2a abgelassen
werden kann. Nach dem Ablaufen des Wassers aus dem Klärbecken 1 kann dieses auf
den daneben angeordneten Feststoffbehälter 2a umgesetzt werden. Danach kann das
Klären des Feststoff-Wassergemisches fortgeführt werden. Der mit dem abgesetzten
Schlamm gefüllte Feststoffbehälter 2 wird abgefahren. Der abgesetzte Schlamm fällt
in Blockform an und hat beim Abkippen auf einer Mülldeponie oder beim Weiterverarbeiten
nur noch einen geringen Restfeuchtegehalt.
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Das aus dem Klärbecken 1 überlaufende und geklärte Brauchwasser wird
in der ersten Kammer 51a des Sammelbeckens 51 gepuffert und dient als Spülwasser.
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Wenn die erste Kammer 51a vollgelaufen ist, läuft die Übermenge durch
ein Tauchrohr in eine zweite Kammer sieb, aus der das Wasser als Gebrauchswasser
zur Produktion entnommen werden kann. Um zum Spülen des Fahrmischers 31 immer die
nötige Menge an Spülwasser vorrätig zu haben, besitzt die erste Kammer 51a ein entsprechendes
Puffervolumen.
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Der durchlaufende Winterbetrieb macht es in verschiedenen Fertigungsanlagen
erforderlich, bei niedrigen Temperaturen aufgeheiztes Gebrauchswasser für die Betonherstellung
zu verwenden. Zu diesem Zweck ist zwischen den beiden Kammern 51a und 51b eine dritte
Kammer 51c angeordnet, die über eine einbau chende Dampfleitung mit heißem Dampf
beheizt werden kann. Je nach Erfordernis kann über eine Ausgleichsleitung 55 ein
Ausgleich oder eine Volumenvergrößerung vorgenommen werden.
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Nachdem der Fahrmischer 31 unter die Spülleitung 39 gefahren und
der Pendelschalter 32 betätigt worden ist, kann über einen Druckschalter 56 die
Druckpumpe 38 ein- und abgeschaltet werden. Wird das Abschalten von Hand versäumt,
so wird nach Ablauf einer bestimmten Zeit die Druckpumpe 38 über ein Zeitrelais
abgeschaltet. Ein Sicherheitsschalter 57 verhindert den Trockenlauf der Druckpumpe
38. Bei der Wiederverwendung von Gebrauchswasser zur Produktion wird über eine Druckpumpe
58 und eine Leitung 59 die jeweilige Wassermenge, beispielsweise für eine Mischanlage
60 abgerufen. Hierbei kann das Gebrauchswasser je nach Betriebsart der Kammer 51b
oder 51c entnommen werden, wobei ein Quetschventil 61 oder 62 zu öffnen bzw. zu
schließen ist. Zwei Sicherheitsschalter 63 und 64 in der Kammer 51b sind unabhängig
voneinander geschaltet und dienen als Trockenlaufsicherung für die Druckpumpe 58
bzw. als Überlaufsicherung für die Kammer 51b.
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Da nicht für alle Betonsorten das geklärte alkalische Gebrauchswasser
zur Produktion wiederverwendet oder die geklärte Gebrauchswassermenge für die Produktion
nicht ausreichend sein kann und die für die Mischanlage 60 abzugebende Menge pro
m3 Fertigbeton genau dosiert sein muß, jedoch das Zusammenführen von Gebrauchs-
und Stadt- oder Brunnenwasser durch eine Leitung 65 aufgrund gesetzlicher Vorschriften
nicht immer möglich ist, müssen die Beschickungsmöglichkeiten und Dosierungen der
Gebrauchs- und Frischwassermenge durch verschiedene Alternativen A, B, Coder Verfolgen,
die in der F i g. 9 dargestellt sind.
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Bei der Alternative A für die Zufuhr von Gebrauchs-oder Brunnenwasser
zu einer Mischanlage 60 ist bei Anforderung von Gebrauchswasser aus den Kammern
51b oder 51c ein Magnetventil 66 geschlossen, so daß die Druckpumpe 58 über die
Leitung 59 und eine Wasseruhr 67 die Mischanlage 60 beschicken kann.
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Wenn Brunnenwasser über die Leitung 65 angefordert werden muß, dann
öffnet sich das Magnetventil 66 und dosiert ebenfalls über die Wasseruhr 67 in die
Mischanlage 60, wobei ein Rückschlagventil 68 in der Leitung 59 das Einströmen des
Brunnenwassers in das Sammelbecken 51 verhindert. Die Leitungsführung gemäß der
Alternative A ist nur dann möglich, wenn das Frischwasser aus Brunnenanlagen entnommen
wird und nicht als Trinkwasser geeignet ist.
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Wenn Stadtwasser als Frischwasser benutzt werden soll muß eine separate
Wasserführung entsprechend den in der F i g. 9 dargestellten Alternativen B, Coder
D vorgenommen werden.