DE69402620T2 - Vorrichtung zur Aufbereitung von Abwasser, insbesondere von Regenwasser - Google Patents
Vorrichtung zur Aufbereitung von Abwasser, insbesondere von RegenwasserInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Wasser und sie betrifft insbesondere eine verbesserte Vorrichtung, die es erlaubt, zugleich das Entsanden, das Enifetten und das Dekantieren von Abwasser oder von Regenwasser durchzuführen.
- In der französischen Offenlegungsschrift FR-A-2679223 beschreibt und beansprucht die Anmelderin ein Verfahren und ein Gerät zur Behandlung von Wasser, die insbesondere das gleichzeitige Entsanden, Entfetten, Koagulieren, Ausflocken und Dekantieren von Abwasser in einer einzigen Vorrichtung bewerkstelligt.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Stand der Technik, insbesondere zum Zweck dessen Angleichung an eine diskontinuierliche Funktionsweise und hierfür speziell zur Behandlung von Regenwasser, zu verbessern.
- Eines der Ziele der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Technologie, die obig angeführte Behandlung auch während dem Auffüllen der Vorrichtung ermöglicht, dabei eine selektive Entnahme von Schwebeteilchen, Schlämmen und der geklärten Wasserschicht vornimmt und eine hydraulische Reinigung der Vorrichtung realisiert.
- Die schlechte Qualität des einer Anlage zur Abwasserbehandlung, während dessen Anlaufphase, zugeführten Einlaufs tritt bekanntermaßen beträchtlich in Erscheinung, wenn es sich um eine gelegentliche Behandlung oder um kurzzeitig auftretende spezifische Einläufe handelt. Insbesondere tritt sie bei Regenwasser auf, da diese Anlaufphase zwischen 10 und 50 % der Regendauer betragen kann. Der vorliegenden Erfindung liegt vorrangig die Aufgabe zugrunde, den negativen Effekt im Betriebszustand der oben bezeichneten Anlage zur Wasserbehandlung zu verringern.
- Weiterhin ist bekannt, daß sich der Gesamtwirkungsgrad einer solchen Anlage zur Behandlung von Wasser in diskontinuierlicher und kurzzeitiger Funktionsweise größtenteils durch die Art und Weise bestimmt, nach welcher Schwebeteilchen, Sand, Schämme und der Vorlauf, der zwischen 5 und 40 % des geklärten Gesamtvolumens entspricht, selektiv entnommen werden. Daher besteht die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die besagten unterschiedlichen Komponenten so einfach und so effizient wie möglich aufzufangen und zu entnehmen.
- Letztendlich funktioniert der Stand der Technik nur selten und ist daher für ein System zur kontinuierlichen Entnahme von Sand, Fetten und Schämmen nicht zu gebrauchen. Angenommen, die Vorrichtung bleibt indes während mehrerer Tage oder sogar während mehrerer Wochen außer Betrieb, so ist es notwendig, Mittel zur Reinigung der Bodenplatte in der Vorrichtung vorzusehen, um ein Fermentieren oder ein Austrocknen des Schlamms am Grund des Bodens zu vermeiden. Beides neigt dazu das Wasser während des Wiederanlaufens der Vorrichtung zu verschmutzen. Dies ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
- Folglich betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, die durch die im Hauptanspruch definierten Merkmale oder durch die in den Ansprüchen 2 bis 10 bevorzugten und zusätzlichen Merkmale gekennzeichnet ist.
- Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Anwendung besagter Vorrichtungen zur Behandlung von Regenwasser.
- Die im Anspruch 1 benannte Klappe ist vorzugsweise in der Form einer Rückschlagklappe ausgebildet und bleibt in Abwesenheit eines Wasserdrucks oberhalb der Trennwand, auf welcher sie montiert ist, geschlossen.
- Gemäß einem weiterem kennzeichnenden Merkmal der vorliegenden Erfindung ist im Dekantierer ein doppeltes Abzugssystem vorgesehen, um eine getrennte Entnahme des Vorlaufs einerseits und der Schlämme und Schwebeteilchen andererseits sicherzustellen, wobei dieses doppelte Abzugssystem folgende Elemente umfaßt:
- - Mittel, die etwas über dem höchsten Punkt der Bodenplatte des Dekantierers angeordnet und für die Entnahme des Vorlaufs vorgesehen sind, ohne daß sie dabei die Schlämme und Schwebeteilchen mitabführen. Diese Mittel können in der Form einer Pumpe oder eines mit Schwerkraft beaufschlagbaren Abzugsrohr vorliegen, und
- - Mittel zur Entnahme von Schlämmen und ferner von Schwebeteilchen im Dekantierer, wobei diese Mittel am Grund des Dekantierers angeordnet und insbesondere in Form einer Pumpe ausgestaltet sind, die nach der Entnahme des Vorlaufs durch die besagten ersten Mittel in Betrieb setzbar ist.
- Gemäß eines weiteren kennzeichnenden Merkmals der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung Behälter auf, die der Speicherung geklärten Wassers dienen, welches für die Reinigung der Bodenplatte des Dekantierers bestimmt ist.
- Ebenso weist die erfindungsgemäße Vorrichtung im unteren Kammerbereich des Entsanders ein System zur Entnahme von Sand auf, wobei dieses System die für die Entnahme von Schlämmen vorgesehenen Mittel einsetzt, insbesondere eine Überleitungspumpe, in deren Ablaufrohr zwei Ventile angeordnet sind: das eine gestattet die Entnahme zum Abfluß während dem Entleeren des Dekantierers, das andere stellt die Überleitung zu einem Kanal oder ähnlichem sicher.
- Erfindungsgemäß ist die Bodenplatte des Dekantierers mittels mehrerer Trennwände in Bodenplattenbereiche unterteilt, denen jeweils ein Wasserspeicherbehälter wie auch ein Ventil zugeordnet ist. Das im jeweiligen Behälter enthaltene Wasser stellt über ein Umwälzverfahren die Reinigung des zugehörigen Bereichs der Bodenplatte sicher.
- Weitere kennzeichnende Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 2 im vertikalen Axialschnitt die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung; und
- Fig. 3 einen Schnitt entlang 3-3 der Fig. 2.
- Wie anfangs erwähnt betrifft die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Verbesserung des in der französischen Offenlegungsschrift FR-A-2679223 beschriebenen Standes der Technik. Deshalb weist die Vorrichtung den in der oberen Hälfte der Fig. 2 bezeichneten Entsander 10, Entfettungsbereich 12 und Dekantierer 14 auf. Letzterer ist in der Form eines Dekantierers 37 mit Lamellen dargestellt, wobei ein Vordekantierer 16 vorgeschaltet ist.
- Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt durchströmt den Entsander 10 mit seiner Sandrinne 18 und seiner Trennwand 11 ein absteigender und sodann aufsteigender Abwasserfiuß. Der Enffettungsbereich 12 ist oberhalb einem Teil des Entsanders und dem Versorgungsbereich des Dekantierers 14 (über dem Vordekantierer 16) angeordnet. Der Dekantierer 14 weist eine Bodenplatte 20 und eine Abzugsrinne 22 für Schlamm auf.
- Gemäß der Erfindung ist eine Klappe 24, beispielsweise vom Typ einer Rückschlagklappe, auf der Wand 26, die den Entsander 10 vom Dekantierer 14 abtrennt, vorgesehen. Diese Klappe hat zwei Aufgaben:
- - sie ermöglicht das Dekantieren bereits während der Auffüllphase bei Betrieb der Anlage: Ist wie in den konventionellen Anlagen eine solche Klappe nicht vorhanden, resultiert nach dem Auffüllen des Entsanders in der Tat ein Rückschlag des Abwassers von einigen Metern im Dekantierer. Turbulenzen sind die Folge, die dann das Dekantieren verhindern. Ist eine Rückschlagklappe 24 vorhanden, kann nach dem Auffüllen der Entsanderkammer das Abwasser ohne Verwirbelungen und ohne große Turbulenzen vonstatten gehen. Aufgrund dieser Anordnung wird eine gute Klärung des Vorlaufs ermöglicht;
- - Während dem Entleeren des Dekantierers ermöglicht diese eine Rückgewinnung des im Entsander von Sand befreiten und geklärten Vorlaufs.
- Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt diese Klappe 24 in der Form einer Rückschlagklappe, die bei Abwesenheit eines Wasserdrucks oberhalb der Trennwand 26 geschlossen bleibt.
- Erfindungsgemäß sind zwei Abzugssysteme vorgesehen, die eine getrennte Entnahme der geklärten Wasserschicht einerseits und der Schlämme und Schwebeteilchen andererseits sicherstellen. Im in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel beinhaltet dieses Abzugssystem:
- - 1) eine Pumpe 28 (oder ein Rohr), die etwas über dem höchsten Punkt der Bodenplatte 20 des Dekantierers angeordnet ist, und das Wasser ohne den Schlamm absaugt. Um die Schwebeteilchen nicht mitabzusaugen wird diese Pumpe angehalten, wenn der Wasserstand im Dekantierer einen Punkt erreicht, der etwas oberhalb (einige Zehntel Zentimeter) des Ansaugniveaus der Pumpe 28 liegt;
- - eine zweite Pumpe 30, die am Grund des Dekantierers in dessen Abzugsrinne 22 angeordnet ist, wird nach dem unter den oben angegebenen Bedingungen erfolgten Betriebsstillstand der ersten Pumpe 28 angeschaltet, so daß die Schlämme in der Abzugsrinne 22 und dann die Schwebeteilchen abgesaugt werden. Während starker Belastung bei langandauerndem Regenfall werden die Schlämme als auch die Fette im allgemeinen über einen Abflußkanal entnommen und anschließend einer Reinigungsstation zugeführt. Am Ende, vor dem das behandelte Wasser abführende Abflußrohr 32, sind Speicherbehälter für geklärtes Wasser vorgesehen. In Fig. 1 weist die Vorrichtung drei Speicherbehälter 34 auf, die durch Zwischenwände voneinander abgetrennt sind und mit geklärtem Wasser gespeist werden, das vom lamellaren Dekantierer 37 zur Verfügung gestellt wird. Erfindungsgemäß werden diese Speicherbehälter, die während dem Entleeren der Vorrichtung gefüllt bleiben, zur Reinigung der Bodenplatte 20 herangezogen, wenn der Dekantierer außer Betrieb ist. Die Bodenplatte wird über mehrere Rinnen 36 in Bereiche eingeteilt, die durch das Umwälzen von aus mindestens einem zugehörigen Speicherbehälter 34 stammenden Wasser gereinigt werden. Zu diesem Zweck enthält jeder Behälter 34 ein Ventil mit Diffusor 38, das beim Öffnen das im jeweiligen Speicherbehälter enthaltene Restwasser ganz oder teilweise abläßt. Dieses Wasser spült und reinigt daraufhin den jeweiligen Bereich der Bodenplatte.
- Selbstverständlich können die einzelnen Bodenplattenbereiche durch abwechselndes Öffnen der unterschiedlichen Ventile 38 nacheinander gereinigt werden. Dieser Reinigungsvorgang läßt sich durch mehrmaliges partielles Spülen des Bodenplattenbereichs optimieren, wobei zum Entleeren zwischen jeder Reinigung gepumpt wird.
- Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie oben erwähntes konventionelles Sandentnahmesystem aufweist.
- Es ist bekanntlich wichtig, den während der Entsandung anfallenden Sand nicht gleichzeitig mit den Schlämmen und den Schwebeteilchen abzuführen, da dies möglicherweise die Überleitungs- und Abflußkanäle verstopfen würde. Deshalb wird der Sand nach dem Entleeren des Dekantierers in der im Entsander vorgesehenen Sandrinne 18 angesammelt. Während dem Entleeren des Dekantierers 14 wird erfindungsgemäß der sich im oberen Bereich des Entsanders (und der ca. 90 % dessen Aufnahmevolumens entspricht) befindliche Vorlauf über die Rückschlagklappe 24 abgeführt.
- Um zusätzliche Herstellungs- und Instandhaltungskosten zu vermeiden, erfolgt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Entnahme von Sand mittels einer Transportpumpe 30 für Schlämme und Schwebeteilchen.
- Im Ablauf dieser Pumpe sind deshalb zwei Ventilen 40 und 42 angeordnet, wobei das eine die Entnahme von Sand zum Abfluß während dem Entleeren des Dekantierers und das andere die Überleitung des Schlamms zu einem Abzugskanal oder zu ähnlichen Entnahmemittel sicherstellt. Es ist daher notwendig, die Sandrinne 18 des Entsanders mit der Abzugsrinne 22 des Dekantierers zu verbinden. Dies wird erfindungsgemäß mittels Siphonröhren 44 verwirklicht. Der Überleitungsvorgang ermöglicht sich dadurch, daß die Sandrinne 18 im Entsander oberhalb der Abzugsrinne 22 im Dekantierer angeordnet ist.
- Der Vorgang erfolgt in drei Phasen:
- a) Um den Sand zu lockern, wird Luft in entgegengesetzter Richtung in die Siphonröhre eingeblasen. Beispielsweise läßt sich erfindungsgemäß dieses Einblasen von Luft bei geschlossenem Siphonventil über einen Luftzulauf, der oberhalb des besagten Ventils angeordnet wird, verwirklichen.
- b) Das Siphonventil wird geöffnet, um den Sand zur Abzugsrinne 22 des Dekantierers überzuleiten. Diese Abzugsrinne liegt dabei auf einem niedrigeren Niveau; und
- c) Die Transportpumpe 30 wird in Betrieb gesetzt, um das Absaugen von Sand durchzuführen.
- Selbstverständlich kann die Vorrichtung außerdem zusätzliche Gerätschaften aufweisen, wie insbesondere Wasserstands-melder, die das Anfahren und Ausschalten der Pumpen 28 und 30 ebenso wie das Öffnen und das Schließen der Ventile zur Reinigung der Bodenplatte 20 steuern, sowie eine Schalldämmung der luftzuleitenden Siphonröhren 44 bei der Evakuierung von Sand oder Schlämmen. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:
- Vor dem Regnen ist die Vorrichtung leer.
- Das Wasser füllt anfangs die Sandrinne 18 und danach den unteren Teil des Dekantierers über die in Fig. 2 gezeigte geöffnete Rückschlagklappe 24.
- Über diese Öffnung erfolgt daher das Auffüllen des Entsanders und des Dekantierers gleichzeitig, wobei ein Rückschlag und Turbulenzen des Abwassers vermieden werden. Das Dekantieren ist nun während dieser Anlaufphase möglich.
- Bevor das geklärte Wasser über das Abzugsrohr 32 abgeleitet wird, füllt es die Speicherbehälter 34 auf. Ein Wasserstandsmelder signalisiert, ob die Vorrichtung gefüllt ist und sich in der Betriebsphase befindet.
- Das Abwasser läßt Sand und sehr große Partikel in der Sandrinne 18 zurück. Die Rückschlagklappe 24 bleibt in Abwesenheit eines zum Öffnen genügend großen Wasserdrucks geschlossen. Das Wasser trennt sich in der, der in der oberen Hälfte von Fig. 2 gezeigten, Entfettungszone von seinen Schwebeteilchen.
- Der Versorgungsbereich des Dekantierers ist breit und erlaubt somit eine Dekantierung von sehr schweren Partikeln.
- Das Wasser durchströmt den lamellaren Dekantierer 37, der sehr feine Partikel zurückhält, die sich beim Hindurchgiten aggiomerieren und auf den unterschiedlichen Abschnitten der Bodenpiatte 20 ansammeln.
- Während dieser Betriebsphase häufen sich ebenfalls Partikel in der Schlammabzugsrinne 22 des Dekantierers an. Bei kurzer Regendauer bleibt die Menge des angesammelten Schlamms demnach gering.
- Das Ende der Regendauer signalisiert ein verzögerter Wasserstandsmelder. Im Anschluß an die des zur vollständigen Klärung des im Dekantierer vorhandenen Wassers notwendige Zeit wird die Pumpe 28 in Betrieb gesetzt. Daraufhin saugt diese Pumpe das geklärte Wasser im Dekantierer und in der oberen Hälfte des Entsanders über die geöffnete Rückschlagklappe 24 ab und leitet es zum Abzugsrohr 32.
- Diese Pumpe schaltet sich, wie oben angeführt, bei einem bestimmten Wasserstand, der leicht oberhalb des oberen Niveaus der Bodenplatte 20 liegt, aus, so daß dabei keine Schwebeteilchen oder Schämme vom Grund abgesaugt werden. Um diese Schlämme und Schwebeteilchen zu entfernen, setzt sich im gleichen Moment die Transportpumpe 30 in Betrieb.
- Die Bodenplatte 20 weist eine ausreichende Neigung auf, um einen großen Teil der Schlämme nach und nach bei abnehmenden Wasserspiegel nach unten gleiten zu lassen. Ein am tiefsten Punkt angebrachter Wasserstandsmelder stellt das Abschalten der Transportpumpe 30 sicher.
- Jeder Bereich der Bodenplatte ist, wie dargestellt, durch Rinnen 36 voneinander abgegrenzt. Der jeweilige Bereich ist einem Speicherbehälter 34, der ein Ventil mit Diffusor 38 aufweist, zugeordnet.
- Die Bodenplattenbereiche werden einer nach dem anderen über das Öffnung dieses Ventils 38 und eine teilweise Entleerung des zugehörigen Speicherbehälters 34 gespült. Die Menge des hierfür benötigten Wassers ist geringer als das Aufnahmevolumen der Schlammabzugsrinne 22, um die Reinigung der gesamten Bodenplatte zu gewährleisten. Vor der Reinigung des nächsten Bodenplattenbereichs wird dieses Wasser mittels der Transportpumpe 30 abgesaugt.
- Der Wasserstandsmelder an tiefster Stelle im Dekantierer schaltet die Transportpumpe 30 ab und ermöglicht das Spülen des nächsten Bodenplattenbereichs.
- Je nach Fall kann jeder Bodenplattenbereich beispielsweise zwischen ein- und dreimal gespült werden.
- Im Anschluß an den Spülvorgang kann der Sand entnommen werden, falls die Vorrichtung eine spezifische Aufnahmeöffnung in der Form eines Kanals, eines Kippkübels, usw. aufweist. Die Entnahme gestaltet sich unterschiedlich, falls dieser Vorgang beispielsweise mit Hilfe einer Lore realisiert wird.
- Der Vorgang der Sandentnahme ist wie folgt:
- Auflockern von Sand über das Einleiten von Luft, wie oben beschrieben; Öffnen des Ventils im Siphonrohr 44;
- Überleiten des Sands über das Siphonrohr in die Schlammabzugsrinne 22 und Pumpen des Sands mittels der Transportpumpe 30 zur Aufnahmeöffnung (Kanal, Kippkübel, Lore, usw.), nach dem Öffnen des Ventils 42.
- Die Vorrichtung ist leer und gereinigt, die unterschiedlichen Ventile sind geschlossen und die Pumpen sind abgeschaltet.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Behandlung von Abwässern, die zugleich das
Entsanden, das Entfetten und das Dekantieren sicherstellt und einen
Entsander (10), der mit einem Sandgraben und einer Wand (11)
versehenen ist, die es, daß ein absteigender und sodann ein
aufsteigender Abwasserfluß den Entsander durchquert, einen
Dekantierer (14), der ein Becken zur Versorgung oder zur
Prädekantierung (16), ein Fundamentbett (20), einen Bereich der lamellaren
Dekantierung (37) und einen Abzugsgraben (22) aufweist, und
einen Entfettungsbereich (12) aufweist, der über einem Teil des
Entsanders (10) und dem Versorgungsbereich (16) des Dekantierers
(14) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den Entsander (10) vom Dekantierer (14) trennende Wand
(26) eine Klappe (24) aufweist, die während der Füllphase des
Dekantierers eine Überleitung des unbehandelten Wassers zum
Dekantierer und somit die Dekantierung sicherstellt und ebenso
während der Leerungsphase des Dekantierers die Evakuierung der von
Sand befreiten und geklärten Wasserschicht sicherstellt, die im
Dekantierer und im oberen Bereich des Entsanders vorhanden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Dekantierer (14) ein doppeltes Abzugssystem (28,30) zur
getrennten Evakuierung der geklärten Wasserschicht einerseits und
der Schlämme und Schwebeteilchen andererseits vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß dieses doppelte Abzugssystem aufweist:
- etwas über dem höchsten Punkt des Fundamentbettes (20) des
Dekantierers vorgesehene Mittel (28) zur Evakuierung des
geklärten Wassers, ohne dabei den Schlamm und die Schwebeteilchen
abzuführen, wobei diese Mittel in Form einer Pumpe (28) vorliegen
können und
- Mittel (30) zur Evakuierung der Schlämme, dann der
Schwebeteilchen im Dekantierer, wobei diese Mittel am Grund des Dekantierers
angeordnet und insbesondere in Form einer Pumpe gestaltet sind,
die nach der Evakuierung der oberen geklärten Wasserschicht
durch die ersten Mittel (28) in Betrieb setzbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Behälter zur Speicherung des geklärten Wassers (34)
vorgesehen sind, das zur Reinigung des Fundamentbettes (20) des
Dekantierers bestimmt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung im unteren Bereich des Behälters des
Entsanders (10) auch ein System zur Evakuierung von Sänden (44)
aufweist, das die für die Evakuierung von Schlämmen vorgesehene
Mittel (30) einsetzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ablauf der Flberleitungspumpe (30) zur Evakuierung der
Schlämme mit zwei Ventilen (40,42) versehen ist: Das eine
gestattet die Evakuierung zum Abfluß während der Leerung des
Dekantierers,
das andere stellt die Überleitung zu einem Graben oder
ähnlichem sicher.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Fundamentbett (20) des Dekantierers mit Hilfe einer
gewissen Anzahl von Trennwänden (36) unterteilt ist, die so Bereiche
des Fundamentbetts begrenzen, von denen jeweils einer einem
Wasserspeicherbehälter (34) wie auch einem Ventil mit Diffusor
(38) zugeordnet ist, wodurch durch den Umlauf des Wassers die
Reinigung dieses Bereiches des Fundamentbettes ausgehend von
dem in diesem Behälter enthaltenden Wasser sichergestellt ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurchggekennzeichnet,
daß die Klappe (24) eine Belastungsklappe ist, die in Abwesenheit
einer hydraulischen Belastung stromaufwärts der Trennwand (26),
auf die sie montiert ist, geschlossen bleibt.
9. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche zur Behandlung von Regenwasser.
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