DE2951173A1

DE2951173A1 - Schwimmende wasserklaeranlage

Info

Publication number: DE2951173A1
Application number: DE19792951173
Authority: DE
Inventors: Sergej A. Moskva &Scaron;ubert; Musa A. Achmedov Ogly; Ismail S. Baku Babaev ogly; Maks T. Baku Bliner; Igor S. Moskva Kobozev; Jurij V. Moskva Postnov
Original assignee: NII KOMMUNALNOGO VODOSNABZENIJ; NII VODNYCH
Current assignee: NII KOMMUNALNOGO VODOSNABZENIJ; NII VODNYCH
Priority date: 1979-11-06
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1981-08-27
Also published as: US4305819A; DE2951173C2

Description

1. Nautschno-Issledovatelskij Institut Vodnych Problem Baku/UdSSR

2. Nautschno-Issledovatelski j Institut Kommunalnogo Vordosnabschenija i Itschistki Vody Akademii Kommunalnogo Chozjajstva imeno K.D. Pamfilova

Moskau/UdSSR _{p ?g q12}__m_₆₁

19. Dez. 1979 L/Kdg

SCHWIMMENDE WAßSERKLARANLAGE.

Die iifrfindung bezieht sich auf die 'Prink- und Industriewasserversorgung sowie auf das 13ewässerungswesen und betrifft insbesondere die bauliche Gestaltung einer schwimmenden Anlage zur Klärung des Wassers von Schwebestoffen unmittelbar am Ort der Wasserentnahme aus einem offenen Gewässer« Insbesondere gewinnt diese Anlage an Bedeutung bei ihrem Einsatz zur Vorkl&rung von Wasser mit einem hohen Xrübungsgrad für Zwekke der Trinkwasserversorgung·

Zur Vorklärung des Wassers von den in diesem schwebenden !Testet off teilchen sind gegenwärtig am Uf^r stationierte Wasserreinigun^sanlagen (Absetzbehälter, Kläreinrichtungen, 'JCrommelsiebe, Kleinfilter u« ä.) bekannt«

Die Waseervorklärung mittels der am Ufer stationierter Wasserreinigungsanlagen ist mit dem Problem des Einfangena sowie der Verarbeitung und Verwertung der Rückstände verbun-

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den, darunter auoh mit der ifcrichtung von iSchlammsammelbehältern zur iSntwäseerung der Rücket and β sowie von Systemen zur Neuverwertung des Klärwaeuere aus den Schlammsammelbehältern·

Eine Waseerklärung unmittelbar am Ort der Masserentnahme aus einen offenen Gewässer wird üblicherweise nicht vorgesehen,

InfolReder.sen wird die im Waeeerstrom schwebenden Fest

hoher in

stoff teilchen Abrieb-verschleiB an den den Wasaerentnahme-

anlagen aufgestellten Pumpen hervorgerufen* Aus demselben

Grund werden ßelbstfluß- und Verteilungsrohrleitun^en

sowie die Auffangfcammern der am Ufer stationierten Wasserrei-

häufig
nigungeanlagen verstopft· Besondere stark wirkt sich dieser Tatbestand bei einem hohen Schwebeatoffgehalt im entnommenen Wasser aus, so dau zusätzliche Pumpen- und fiobrleitungsreparaturarbeiten notwendig werden·

isis sind Tauchabsetzbehälter (s* £· S. Poegate, Submerged Enclosures May Help Sink Plant Problems, in: Voter and Wastes engineering, Sd. 14, Heft 9» S. 127- 133*.1977) zur wasserklärung am Ort der Wasserentnahme aus einem offenen Gewässer bekannt«

Dieser Absetzbehälter wird in einem kuppeiförmigen Behälter untergebracht, der ins Waseergecaucht und auf der vorgegebenen Tiefe mittels am Gewässergrund befestigter Seile

ρ inft festgehalten wird« Im Absetzbehälter erfolgt Vorklärung

des Wassers, wonach dieses über die Rohrleitung den am Ufer stationierten Wassvrreinigungsanlagen zur weiteren Reinigung zugeführt wird·

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eines
Der Betrieb Abaetzbehälters von diesem Typ ist mit

folgenden bedeutsamen Schwierigkeiten verbunden«

Erstens 1st sum Schute des kuppeiförmigen Behälters vor Zerstörung durch Wasserstöße eine ständige Luftzufuhr zum Behälter unumgänglich, so daß die Ausrüstung des Wasserwerkes

lieh
mit Verdichtern erf order

Zweitens ist zur regelmäßigen Entfernung der sich am Boden des Behälters ansammelnden Bückstände der Einsatz von Saugbaggern erforderlich, wodurch der Betrieb des Wasserreinigung skomplexeβ erschwert und die Wasserreinigungekosten erhöht werden«

Drittens ist zur Durchführung der Wartungs- und Reparaturarbeiten der Einsatz von Tauchern mit Sonderwerkzeugen erforderlich«

Viertens ist de"r relative Volumendnrchsatζ derartiger Absetzbebälter bei beträchtlichem Bauminhalt verhältnismäßig niedrig«

aus den obengenannten Gründen landen Tauchabsetzbehälter in der Technologie der Waseölreinigung keine praktische Verwendung«

Des weiteren ist eine schwimmende Wasserkläranlage (β. US-PS 3613889) bekannt* Diese Anlage enthält einen Schwimmkörper sowie einen Absetzbehälter und eine Klärwasser-Abfuhrungsleitung, die auf dem Schwimmkörper angeordnet sind« Der Absetzbehälter 1st in einem Mantel aufgestellt und weist zur Horizontale geneigt angeordnete Rohre auf, durch welche la Abs«t«behälter mehrere parallel verlaufende Kamäle gebil-

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dot werden. Diese Kanäle weißen an deren beiden Egden Öffnungen Bum Durchfließen der Flüssigkeit, insbesondere der Abwässer, im Aufstrom auf« Die oberen Rohrenden sind in dem Mantel derart befestigt, daß die Rohre einen Mnnfcol .hmien bilden, demzufolge sich das Klärwasser in dem Mantel ansammelt« Die Anlage 1st in einem ortsfesten Behälter untergebracht, welcbom das zu behandelnde Wasser aus dem Gewässer zufließt« Während des Wasserdurchlaufe im Laminarstrom durch die Absetzbehälterrohre erfolgt die Schwerkraft-Phasenteilung \ welche darin besteht, daß die im Wasser schwebenden feststoffteilchen aus der Flüssigkeit ausscheiden und sich von innen an den unteren Rohrwandungen absetzen· Die ausfallenden Rückstände rutschen im Ge^enstrom (entgegen der Wasserßtrömun^srichtuiig) zum Behälterboden ab« Das Klärwasser wird durch die Rohrleitung aus dem Mantel und über den Behälter hinaus zur weiteren Behandlung abgeführt«

Der praktische Einsatz dieser Anlage 1st mit bestimmten Schwierigkeiten verbunden.

Da des Klärwaeser in dem Mantel lokal, d.h, am Anordnun^sort des Einlaufe der Abführungeleitung eingefangen wird, wird keine gleichmäßige Klärwasserabführung aus sämtlichen Abaetzbehälterkanälen gesichert, was in unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in diesen Kanälen seinen Ausdruck findet« Das hat eine Senkung des Klärungsgrades sowie η ine ungleichmäßige Schlammbelastunb der Absetzbehälterrohre zur Folg« und führt somit zur Störung der gleichmäßigen Rückstandsentfernung aus den Rohren«

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DIo Ungleichmäßigkeit doe Wassereinfangens wächst mit der Senkung der Wassersäulenhöhe in dem Mantel über dem Wasserspiegel im Absetzbehälter sowie mit der Vergrößerung der Absetzbehält er-rf lache ·

Bei Wasserstandeschwankungen im Behälter kommt es zu impulsfurmiger Änderung der Wassersäulenhöhe sowie des Wasserdurchflusses in der Abführungeleitung· Dies führt zur Störung ci«-:r hydrodynamischen Verhältnisse in den Absetzbehälterkanälen, wodurch eine Austragung von abgesetzten Teilchen aus einzelnen Kanälen in die Klärwasserzone verursacht wird. Durch die obengenannten Umstände wird ^ein ordnungsgemäße¹⁷ Verlauf des Wasserklärung svorgangs verhindert und somit die Klärwassergüte beeinträchtigt*

Darüber hinaus wird durch diese Anlage das Problem der Wasserklärung am Ort der Wasserentnahme aus dem Gewässer nicht gelÖBt, weil sie für den Betrieb in einem mit dem zu behandelnden Wasser gefüllten ortsfesten Vorratsbehälter bestimmt ist, ·, der am Ufer als ein Bestandteil eines Wasserreinigungskomplexes gebaut wird. Außerdem ist zur Rückstandsentfernung, -verarbeitung und -verwertung der Einsatz von speziellen technischen Mitteln erforderlich, wie dies in den bekannten am Ufer stationierten Anlagen zur Wasserklärung üblich ist«

Da die Rückstände aus dem Absetzbehälter in den Vorratsbehälter gelangen und sich am Boden des letzteren ansammeln, ist der volumetrische Auenützfaktor des Komplexes 'Schwimmanlage-Behälter¹, d.h. das Verhältnis »Klärwasservolumen-Gesamtvolu-

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men, dee Komplexes relativ niedrig«

Der Versuch, die beschriebene Anlage unmittelbar im offenen Wassers tr (bis _f beispielsweise im Fluß, einzusetzen, stößt auf folgende Schwierigkeiten· Da die Strömungsgeschwindigkeit im Fluß die Anstiegegeschwindigkeit defl Wassers in den Absetzbehälterkanälen wesentlich (JO -bis 40mal) übertrifft,

einem
kommt es zu Wasseraufwirbeln an den KLnla'ifÖffnungen der Kanäle, wodurch die gleichmäßige Stromverteilung unter den Kanälen gestört wird«

Im offenen Wasserstrom werden die Jäin lauf öffnungen der Kanäle mit schwimmenden Kleingegenständen (Spänen, Zweigen, Al-

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gen U₉ ä·) sowie mit Fischbrut verstopft, was Senkung der DurchsatzleiStung sowie einen allmählichen Ausfall des Absetzbehälters zur Folge hat« Aus diesem Grunde wird die Anlage im geschlossenen Behälter und nicht im offenen Gewässer unterg ebraoht«

Zweck der Erfindung ist es, dia genannten Nachteile zu beseitigen·

Der JBrfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine r>nhv/imm>ri)M Wasnerklärfinlape zu entwickeln, in welcher durch die Schaffung eines Systems zur gleichmäßig verteilten Wasserzufuhr zu dem Absetzbehälter sowie zum gleichmäßigen Wasserein—

eino fangen von der Absetzbehälteroberfläche Wasserklärung unmittelbar an Ort der Wasserentnahme aus dem Gewässer gesichert wird*

Die se Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schwimmende Wasserkläranlage, welche einen Schwimmkörper sowie

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einen in einem Mantel aufgestellten Absetzbehälter mit mehreren parullel verlaufenden Kanälen, die zur Horizontale geneigt angeordnet sind und an beiden fiiden Offnungen zum Durchfließen des Wassers aus dem Gewässer im Aufstrom sowie zum Absetzen der im Wasserstrom schwebenden Feststoffteilchen an den Kanalwandungen und zum darauffolgenden Rückstandsabrutschen ine Gewässer aufweisen, und eine Klärwasser-Abführungsleitung enthält, weiche auf dem Schwimmkörper befestigt sind, erfindun^S(jemäß senkrechte Trennwände zur gleichmäßig verteilten Wasserzufuhr zum Absetzbehälter, die an dem Mantel des Abeetzbehälters in dessen Unterteil befestigt sind und dieses zu einzelnen mit den Einlauföffnungen der Kanäle des Abeetzbehältere verbundenen Zellen trennen, und einen Sammler zum gleichmäßigen Kinfangen des aus dem Absetzbehälter herausströmenden Wassers aufweist, welcher eine Anordnung von waagerecht verlaufenden Kanäle darstellt, die zu einem mit der genannten Rohrleitung verbundenen gemeinsamen Kanal zusammenlaufen.

Durch die im Unterteil der Absetzbehälterschelle gebildeten Zellen wird die Stabilität der hydrodynamischen Verhältnisse beim Wasserstromzulauf zu allen Kanälen des Absetzbehälters sichergestellt und die Aufwirbelung des Wasserstroms an den Einlauf öffnung en der Kanäle verhindert* In dein Zellenbereich stoßen die im Wasserstrom schwebenden Feststoffteilchen mit den durch die Kanäle abrutschenden Rückständen zusammen, wodurch sieh in diesem Bereich eine Wirbelschicht bildet, bei deren Passieren eich die mit dem Ausgangswasserstrom neu zufließenden

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Feststoffteilchen mit den Teilchen der Wirbelschicht zusammenballen. Dadurch wird das Absetzen der !feststoffteilchen und somit der Klärungsvorgane beschleunigt.

Durch das gleichmäßige Wassereinfachen von der Oberfläche des Absotzbehältere mittels des Sammlers wird die Klärwasaorabführung aus den gesamten Kanälen des Absetzbehälters mit einer für alle Kanäle gleichen Geschwindigkeit sichergestellt« Dadurch wird das gleichmäßige Absetzen der feststoffteilchen in allen Kanälen erreicht·

Infolge des gleichmäßigen Wassereinfangens von der Oberfläche des Absetzbehälters wird über der letzteren eine gleichbleibend hohe Klärwassersäule gebildet, wodurch ein konstant bleibender WaseerdurchfluB in der Abführun^sloituiig bei beliebigen Wasserstandsschwankungen im Gewässer gesichert wird·

Bs ist zweckmäßig, den Sammler durch eine innerhalb de; Mantels des Absetzbehälters am Umfang des letzteren angeordnete ringförmige Trennwand aowie den Mantel selbst zu bilden· Eine derartige Modifikation der Anlage ist bei ihrer relativ einfacher Ausführbarkeit für ein Wasserwerk mit einer mittle-

3 ren Tages-lAirchsatzleistung von 5 bis 25 Tm gut geeignet.

bt-hr vorteilhaft ist die Ausfuhrung des Sammlers in Form von Hinnen, die oberhalb der Auslauföffnungen der Kanäle über dl« Gesamtfläche des *bsetzbehältera verteilt sind·

Eine solche Modifikation der Schwimmanlage ist sow° für ein leistungsschwaches als auch ein leistungsstarkes Wasser-

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werk mit einer Tagesleistung von über 25 Tb^ geeignet. Der Einsatz dieser Anlage let bei einer relativ großen Absetzbehälterflache zur Erleichterung des Klärwassereinfangens von der Oberfläche des Absetzbehälters berechtigt«

Ks ist eine weitere Modifikation der Anlage möglich,

in Form _r bei welcher der Sammler perforierte Bohre ausgeführt ist, die oberhalb der Auslauföffnungen der Kanäle über die Gesamtfläche des Absetzbehälteis verteilt sind« Diese Anlage ist für ein leistungsschwaches Wasserwerk mit einer Tagesleistung von unter 5 Tm bei starken Tagesechwankungen des Wasserbedarfs gut geeignet«

Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert« tie zeigern

Fig. 1 eine schemetische Darstellung der erfindun^sgemäßen fiohwimm enden WannorkL-irnnluno, , in welcher der Sammler als ein Mantel mit ringförmige¹*Trennwand innerhalb des Mantels ausgeführt ist (hier und weiter wird durch Pfeile in Figuren die Wasser- und die Rückstandsbewegungsrichtung gezeigt) ι

Fig· 2 eine .Draufsicht zu Fig· 1 ι

*ig· 3 eine detaillierte axonometrische Darstellung des Absetzbehälters der erfindungsgemäßen schwimmenden ■

WooRerklKrnnlnpie;

Fig· 4 eine erfindungsgemäße Anlage nach Fig. 1, in welder

eher der Sammler in Form von Binnen ausgeführt ist (Schwimmkörper der Anlage ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt) ι

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Drauf eicht zu Fig. 4j Fig. 6 eine erflndungsgemäBe Anlage nach Fig. 1, in wel-

Form _r el or

eher dor Sammler in perforierte Bohre ausgeführt ist (Schwimmkörper ist aus Gründen.der Übersichtlichkeit nicht gezeigt) ι

Fig. 7 eine Draufsicht zu Fig. 6,

Fig. θ eine schematische Darstellung des Vorgangs der Wirbelschichtbildung in den Zellen des Mantels.

Die schwimmende Wasserklämnlnge . enthält einen Schwimmkörper 1 (Fig. 1) mit einer Pumpe 2 und einem in einem Mantel 4 aufgestellten Absetzbehälter 3, welche auf dem Schwimmkörper 1 angeordnet sind* Der Absetzbehälter 3 ist mit dem Saugstutzen der Pumpe 2 mittels einjpr Klärwaaeer-Abfuhrungsleitung 5 verbunden« Der Druckstutzen der Pumpe 2 ist mittels einer Rohrleitung 6 Über ein Gelenk 7 mit einer Leitung 8 zur Klärwasserzufuhr zu den am Ufer stationierten Wasserrelnigungsanlagen verbunden«

Durch das Gelenk 7 wird eine flexible Kopplung der Anlage mit den am Ufer stationierten Reinigungsanlagen gesichert und somit der störungsfreie Betrieb der Anlage bei Wasserstundsechwankungen im Fluß 9 ermöglicht· Zum gleichen Zweck kann das üβlenk durch einen biegsamen Schlauch ersetzt werden.

Die Anlage weist erfindungsgemäB einen Sammler 10 zum gleichmäßigen Klärwassereinfangen auf·

Dieser Sammler stellt eine Anordnung von waagerecht verlaufenden Kanäle*dar, dl· zu einem mit der Rohrleitung 5 verbun-

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denen gemeinsamen Kanal zusammenlaufen«

In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführung der Anlage wird der Sammler durch den Mantel 4 sowie eine innerhalb des Mantels am Umfang <les Absetzbehälters 3 angeordnete ringförmige Trennwand 11 gebildet« Dabei entstehen um den Absetzbehälter 3 Umleitungskanäle 12 (Fig« 2), die zu einem gemeinsamen Abführungskanal 13 zusammenlaufen«

Die Trennwand 11 dient zur Abtrennung der Klärwasser-Abführung a zone 14 (Fig« 1) von der Klärwasser-Binfangszone 15 und sichert die Bildung einer gleichbleibend hohen Wassersäule über der Oberfläche des Absetzbehäluers bei beliebigen Waeserstandsschwankungen im Fluß«

Dio Höhe der Trennwand 11 wird ausgehend von der Flüche des Absetzbehälters 3 sowie der erforderlichen Durchsatzleistung der Anlage gewählt«

Der Absetzbehälttr 3 (Fig. 3) ist als ein Satz von U-förmig gebogenen Platten 16 ausgeführt, die in dem Mantel 4 parallel zueinander und geneigt zur Horizontale derart befestigt sind, daß zwischen den Platten 16 Kanäle 17 gebildet werden. Diese Kanäle weisen an beiden Enden Öffnungen zum Durchfließen des Wassers aus dem Fluß 9 Im Aufstrom auf« Die optimalen Klärungsergebnisse werden bei der Anordnung der Flatten 16 unter einem Winkel von 45 bis 65 zur Horizontale erzielt. Durch den gewählten Neigungswinkel der Kanäle 17 wird ein ununterbrochenem tielbstabrutsehen der Bückstände aus den Kanälen gesichert«

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-τη

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Der Absetzbehälter 3 iet bezüglich des Schwimmkörpers 1 derart angeordnet, daß die Aus lauf Öffnung en der Kanäle 17 beim Eintauchen der Anlage ins Gewässer unter dem Wasserspiegel liegen«

Selbstverständlich können die Platten 16 im Absetzbehälter auch durch sonstige Bauelemente ersetzt werden, welche Kanäle beliebigen Profile bilden* Beispielsweise kann der Absetzbehälter 3 Als ein Satz von Bohren (nicht gezeigt) ausgeführt werden·

Im Unterteil des Mantels 4 sind Längs- und senkrechte

das

(^lertrennwände 18 befestigt, durch welche Unterteil in Zellen 19 aufgeteilt wird, die mit den Einlauföffnungen (in Zeichnungen untere Öffnungen) der Kanäle 17 verbunden sind* Die Höhe der Trennwände 18 wird so gewählt, daß die Bildung einer möglichst dünnen !feststoffteilchen-Wirbelschioht in den Zellen 19 ermöglicht wird«

Durch die Trennwände 18 wird nicht nur die Stabilität der hydrodynamischen Verhältnisse bei der Wasserzufuhr zu den Kanälen 17 gesichert, sondern auch die Konstruktion des Abeetsbehälters 3 verfestigt und darüber hinaus wird es möglich, gegebenenfalls J^ischgicter an den Irennwänden zu befestigen« Der Einsatz von solchen Fischottern kann bei der Vaeserentnahme aus den Gewässern, in welchen Fischzucht betrieben wird, unumgänglich sein.

Neben der in Fig· 1 und 2 gezeigten Modifikation ist auch •Ine weiter« Ausführung des Sammler· 10 möglich, sum Beispiel

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in Form von Hinnen 20 (Fig. 4 und 5) bzw« perforierten Hohren 21 (Fig* £ und 7), welche oberhalb der Auslauföffnungen der Kanäle 17 über die Gesamtfläche des Absetzbehältere 3 verteilt sind«

Die Binnen 20 (Fig· 4) und die ringförmige Trennwand 11 (Fig* 1) können sowohl eine gerade als auch eine kammartige Kante aufweisen, «ie dies zum Beispiel in Fi^. 4 gezeigt ist«

Im letzteren Fall wird bei unvermuteten wasserstandsschwankun-

eine
gen im Fluß Selbstregelung des .Durchflusses des aus dem Absetzbehälter J abgeführten Wassers unter Einhaltung einer minimalen für die gleichmäßige Wasserabführung erforderlichen Waseersäulenhöhe über den Auslauföffnungen der Kanäle 17 des Absetzbehälters 3 gesichert*

Die Arbeitsweise der beschriebenen Anlage besteht im folgen· den· Die Anlage wird im Fluß 9 bzw· in einem anderen Gewässer aufgestellt und mit Hilfe von Rohrleitungen mit den am Ufer stationierten Wassereinigungsanlagen verbunden«

Naoh der Einschaltung der Pumpe 2 sinkt infolge der Pumpen· arbeit der Wasserstand im Mantel 4 bezüglich des Wasserspiegels im Fluß 9 ab. Die Wasserstandsäifferenz nimmt mit der Erhöhung des Durchflusses des entnommenen Wassers zu·

Durch die Differenz des Wasserstandes im Fluß 9 und in dem Hantel 4 wird ein Wasserlauf über die ;Zellen 19 im Aufstrom duroh die geneigt angeordneten Kanäle 17 des Absetzbehälters

erfolgen

3 (β. Flg. β)· Duroh die im Unterteil des Hantele * gebildeten Zellen 19 wird dl· Wirbeletörung des wasserstroms am

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Einlauf der Kanäle 17 beseitigt. Zu den Kanälen 17 gelungt somit ständig ein ruhiger, laminarer Wasaerstrom, dessen t-eachwindlgkeit im wesentlichen U,01 m/sec nicht überschreitet, während die Strömungsgeschwindigkeit Im Fluß ; auch über 2,0 m/uoc betragen kann«

Während des Wasserlaufs durch die Kanäle 17 im laminaren Strom werden die im Wasser schwebenden Feetstofi teilchen gleichmäßig abgesetzt, die dann an den Kanuiwandungen über die Zellen 19 in den FIuB 9 abrutschen, im Flußstrom zor» streut und von diesem weggetragen werden» Dadurch wird die Bildung von Anschwemmungen am üewässergrund am Ürt der Aulagenaufstellung verhindert·

Durch die rtassergegenströmung, welche durch den Wasserzulauf zu den Zellen 19 sowie das Abrutschen der Rückstände aus den geneigt angeordneten Kanälen 17 gebildet wird, entsteht in der durch die 'trennwände 18 begrenzten Zone eine permanente Feststoffteilchen-Wirbelschicht 22. Durch die Bildung dieser Schicht werden günstige Voraussetzungen für das Zusammenballen der zu den Zellen 19 mit dem Flußwaseerstrom neu zulaufenden Feststoffteilchen mit den Teilchen der Wirbelschicht geschaffen« Infolge des Zusammenbauen^ kommt es zum intensiven Absetzen der Feststoffteilchen bei ihrem Einlaufen in die Kanäle 17, was eineufchöhung des Klärungsgrades zur Folge hat.

Der beschriebene Vorgang wird besohleunigt, wenn der Wasaerstrom tonhaltige Adsorptionsteilchen (Montmorillonit und sonstig· Bontonittöne) enthält« Dadurch wird der Einsatz der be-

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flchriebenen Anlage In Flüssen sowohl mit einem niedrigen als auch mit einem hohen Schwebestoffgehalt ermöglicht, weil mit wachsendem Gehalt an Schwebestoffe" im Wasser die Klärungswirkung steigt.

Das Klärwasser gelangt aus den Auslauföffnungen der Kanäle 17 in den oberen Teil des Mantels 4 (Fig. 1) und bildet über diesen Öffnungen eine Wassersäule, die als Klärwasser-üinf*v fangnzone 15 dient* Danach läuft das Klärwasser gleichmäßig

dem Sammler 10 zu und wird aus dem Sammler mittels der Pumpe 2 Über die Rohrleitungen 5 und 6 zu den ata Ufer stationierten Heinigungsanlagen zur weiteren Behandlung bzw, unmittelbaren Verwendung abgeführt·

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführung der Anlage fließt das Klärwasser aus der Zone 15 über die ringförmige Trennwand 11 in die Umleitungskanäle 12 über und wird über d<_n Abführungekanal 13 der Rohrleitung 5 zugeführt.

Bei den in Fi<j· 4 und 6 gezeigten Ausführungen der Anlage * gelangt das Wasser aus dem Mantel 4 in die Rinnen 20 über

deren Ränder bzw« in die perforierten Rohre 21 durch deren Perforationslöcher und wird danach in die Bohrleitung 5 abgeführt«

Ee ist z\x beobachten,daü bei allen erfindungsjemäßen Aus-

ΟΧΠΘΓ

führungen der Anlage die Bildung Wassersäule über den Auslauf öffnungen der Kanäle *T7 gesichert ist, deren Höhe auch bei Wasserstandsechwankungen im Gewässer sowie bei Veränderung dee Klärwaeeerdurthflueses gleichbleibend ist«

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Durch den Sammler 10 und dadurch, daß dicker als eine Anordnung der die Gesamtfläche des ^beetzbehälers 3 umfaosondon waagerecht verlaufenden Kanäle ausgeführt ist, wird da3 Klärwasser von dieser fläche gleichmäßig eingefallen, wodurch eine

Gleichheit der Strömungsgeschwindigkeit in allen Kanälen 17 des Absetzbehälters 3 erzielt und die fcichlammbelastung des Absetzbehälters ausgeglichen wird·

Durch die Sicherung der gleichmäßig verteiltyn V.'nsaerstrom-Bufuhr zu dem Absetzbehälter 3 über die Zellen 19 sowie des gleichmäßigen Klärwassereinfangens durch den !Sammler 10 worden stabile hydrodynamische Verhältnisse des Aal.ijenbetriebs ermöglicht und die Funktionssicherheit der Anlage bei der Erreichung des erforderlichen Klärungsgrades erhöht·

Da die Geschwindigkeit des (Wasserlaufs über die Zellen 19 zu den Kanälen 17 wesentlich niedriger als die Hassers tr onigesefrffindigkeit' im Fluß 9 ist, wird das KLnauugen von Fischbrut in die Anlage verhindert«

Die Auswahlunt.er den beschriebenen Ausführungen der

entsprechend der
Schwimmanlage wird erforderliche*? Durchaatzleis tun;;

des Wasserwerkes sowie den morphologischen ülgensehalten

des Gewässers und den Tageswasserbedarf potroffen.

So ist für ein leistungsschwaches Wasserwerk mit einer Tagesleistung bis 5 Tm bei einem geringen Trübungsgrad des entnommenen Wassers (tfchwebeteilchengehalt bis 1^00 mg/1) sowio wesentlichen Tageswasserbedarfaschwankungon eine Anlage in dor In Fig· 6 und 7 gezeigten Ausführung gut geeignet· Für den

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störungsfreien Betrieb der Anlage oolitendie Wasserdruckverluste im Sammler 10 und in der fiohrleitung 5 1,5 bis 2,0 mWS nicht überschreiten·

Bei einer mittleren Durchsatzleiötung des Wasserwerkes mit einer Tagesleistung von 5 bis 25 Tm und einem hohen Trübungsgrad des Gewässers (1500 bis über 5000 mg/1) ist der hinsatz einer Anlage in der in FIg 1 und 2 gezeigten Ausführung ζ bevorzugen.

Für ein Hochleistimgswasserwerk mit einer Tagesleistung von über 25 Tm* mit einer bedeutenden Absetzbehälterfläche ist der Einsatz einer Anlage in der in Fi^. 4 und 5 gezeigten Ausführung empfehlenswert,weil die Gleichmäßigkeit des Klärwaseereinfangens von der eesamtfläche des Absetzbehälters in diesem Fall unter niedrigerem/als bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführung s^nergieauj wand)>geslchert wird.

Die erfindungsgemdße Schwimmanlage ist in allen ihren Modi· fikationen für unterschiedliche technologische *asserreinigungsverfahren geeignet«

einem
Bei der Klärung von aus Fluß mit einem Schwebeteil—

chengehalt von 1200 bis 5200 mg/1 entnommenen Wassers durchgeführte Untersuchungen haben ergeben, daß der Klärungsgrad bei einer spezifischen Durchsatzleistung der Schwimmanlage

3 2

von 20 bis 30 m /h pro 1 m der Absetzbehälterfläche 40 bis 75% beträgt. Eb wurde festgestellt, daß der Klärung st; rad mit der Erhöhung des Schwebeteilchengehaltβ wächst« Die beste Klärungewirkung wird in Wasser mit überwiegendem Anteil an .

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Schwebe teilchen jnit einer hydraulischen Größe von über 0,2 nn/seo erzielt«

i& ist zu bemerken, daß bei Wasserentnahme aus oin>m

Flußstrom die im letzteren enthaltenen Saiidteilchon im wesentlichen restlos aus dem Klärwasser herausgelöst werden, demzu-

Abrieb
folge eine belastung der Betriebsorgane der Pumpe der

weitgehend
Waseorentnahmeanlage vermieden wird·

Seim Einsatz der Anlage im Bewässerttngswesen, wo die

an denKlärungsgrad des Wassers gestellten Forderungen wesentlich niedriger als für die Wasserversorgung sind (20 bis 25>), steigt die spezifische Durchsatzleistung der Anlage bis auf

3 2

75 nr/h pro 1 m der Absetzbehälterfläche. In einem solchen Fall ist die Fläche des IXir cn laß querschnitts der Absetzbehälter&anäle so zu wählen, daß die Reynolde-Zahl 500 nicht überschritten wird.

Durch die beschriebene bauliche Gestaltung der Arrive wird ein hoher volumetriseher Ausnützfaktor der Anlage (0,85 bis 0,90) sowie eine stabile Wasserentnahme auf gleichbleibender Tiefe unter Einhaltung des erforderlichen Klärungsgrades unabhängig von den WasserechwaiiRungen in dem Gewässer und von dessen morphologischen Eigenschaften gesichert·

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen .schwimmend<ui Vnr.i orit I ^:iranlape · entfällt die notwendigkeit der Errichtung _von um Ufer stationierten Vosservorreinigungs—, i^twäeserungs- und fiüokstandsentfernungsanlagen, sinkt der Kigenverbrauch des

wird

■ere In den Waseerreinigungsanlagen und somit wird die Mög-

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ι ι

lichkeit gegeben, die Wasserzufuhr zu den Wasserabnehmern zu erhöhen«

Das führt zur Vereinfachung des Betriebs der Wasserreinigungsanlagen und zur Herabsetzung des Platzbedarfes der letzteren«

Die beschriebene Anlage ermöglicht es, einen stoß-_artigen Bückstandsauswurf ins viewässer zu vermeiden, «as für den Umweltschutz von außerordentlicher Bedeutung ist«
Die obenbem ehr!ebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung
lassen unterschiedliche Änderungen und Ergänzungen zu, die
für den Fachmann auf dem gegebenen Gebiet der Technik offensichtlich sind«

ta sind auch weitere Modifikationen der erflndungsgemäßcn
Anlage möglich, ohne daß dabei der in den Patentansprüchen fest gehaltene Umfang der Erfindung verletzt wird.

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Claims

P 79 Ο12-Μ-61 19. Oez. 1979 •SCHWIMMENDE WASCERKLArtAXLAGE PATJiNTANSPRUCIuS

1. Schwimmende Wasserklärenlage, enthaltend einen Schwimmkörper bon ie einen in einem Mantel angeordneten Abeetzbehälter mit mehreren parallel verlaufenden Kanälen, die zur Horizontale geneigt angeordnet sind und an beiden l'iidon Offnungen zum Durchfließen des Wassers aus dem Gewässer im _ Aufstrom sowie zum Absetzen der im Wasserstrom achwebenden

Feststoffteilchen an den Kanalwandun^en und darauffolgenden Hückstandeabrutschen ine vjewässer aufweisen, und eine KlärwasserrAbführungsleitung, welche auf dem Schwimmkörper angeordnet sind, dadurch Kekenrizelchnet. daß die Anlage senkrechte Trennwände (18) zur gleichmäßig verteilten Wasserzufuhr zu dem Absetzbehalter (3), die an dem Mantel (4) des Abaetzbehälters (3) in seinem Unterteil befestigt sind und dieses zu einzelnen mit den Einlauföffnungen der Kanäle (17) des Absetzbehälters (3) verbundenen Zellen (19) trennen, und einen Sammler (10) zum gleichmäßigen Einfangen des aus dem Absetzbehälter (3) herausströmenden Wassers aufweist, welcher eine Anordnung der waagerecht verlaufenden Kanäle darstellt, welche zu einem mit der genannten Bohrleitung (5) verbundenen gemeinsamen Kanal zusammenlaufen·

2· Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß der Sammler (10) durch eine innerhalb des Mantels (4) des Absetzbehälters (3) an dessen Umfang angeordnete ringförmige -trennwand (11) und den Mantel selbst gebildet ist.

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3* Anlagβ„nach Anspruch 1« dadurch Kekennr.eichnet,

Form von ' ^u

daß der Sammler (10)in / Rinnpn (20) ausgeführt iot, die oberhalb der Auslauföffnungen der Kanäle (17) des Absetzbehälterβ

(3) über seine Gesamtfläche verteilt sind·

4. Anlage nach Anspruch 1_t dadurch gekennzeichnet _t

Form von

daß der Sammler (10) in perforierte¹¹ Rohre (21) ausgeführt ist, welche oberhalb der AuslaufÖffnungen der Kanäle (17) des Absetsbehältftre (3) über seine Gesamtfläche verteilt sind.

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