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Einrichtung zur mechanischen Reinigung von Wässern
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vermittels von Rechen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum
mechanischen Reinigen von Wässern, insbesondere Abwässern, von mitgeführten groben
Verunreinigungen mit einem in einem das Wasser führenden Kanal vorzugsweise quer
zu demselben und gegen die Vertikale geneigt angeordneten, vom Wasser durchsetzten,
die Verunreinigungen zurückhaltenden Rechen und mit Vorrichtungen zum Reinigen des
Rechens durch Ausbringen vor ihm festgehaltener Feststoffe. Derartige Einrichtungen
werden verbreitet verwendet, um aus Wässern auf relativ einfache Weise mechanisch
mitgeführte Bestandteile auszuscheiden.
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Als problematisch hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Rechen periodisch
von festgehaltenen Verunreinigungen zu säubern sind, da diese Durchtrittsöffnungen
des Rechens zusetzen und damit den Strömungswiderstand desselben erhöhen, so daß
vor dem Rechen das Wasser unliebsam aufgestaut wird. Für längeren unbeaufsichtigten
Betrieb ist es daher erforderlich, derartigen Rechen- bzw. Siebeinrichtungen selbsttätige
Reinigungsvorrichtungen zuzuordnen.
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Im allgemeinen besteht das Bestreben, nicht nur grobe Verunreinigungen,
sondern auch wesentlich feinere aus dem Wasser auszuscheiden. Hierfür sind die Durchtrittsöffnungen
der Rechen schmaler zu gestalten, so daß als unliebsame Folge der Durchtrittswiderstand
ansteigt; versuchte man dem unliebsamen Anwachsen des Widerstandes durch eine größere
Anzahl von Öffnungen zu begegnen, so werden entweder die
Einrichtung
und damit auch ihre Erstellungskosten erheblich vergrößert, oder aber die einzelnen
Stäbe sind entsprechend schmaler auszuführen, so daß die Empfindlichkeit gegen mechanische
Beschädigungen unliebsam steigt. Auch die selbsttätige Reinigung wird erschwert,
so daß der zu treibende Aufwand erhöht und die Empfindlichkeit gegen Beschädiclurlgen
sowie auftretende Ausfälle der Einrichtung unliebsam gesteigert werden.
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Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, eine Einrichtung zur
mechanischen Reinigung von Wässern der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei
relativ geringem Aufwande und stabilem, verläßlichen Aufbau in der Lage ist, durch
geringe Spaltweiten auch mechanische Verunreinigungen geringer Abmessungen aus Wässern
auszubringen, und bei denen die Reinigung des vom Wasser durchflossenen Rechenbereiches
leicht, problemlos und sicher durchzuführen ist.
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Gelöst wird dieqe Aufgabe, indem der Rechen der gemäß der Gattung
ausgebildeten Einrichtung durch ein endloses, über zwei Rollen gespanntes Siebband
gebildet ist, dessen längsverlaufende Elemente durch querverlaufende in vorgegebenem
Abstande gehalten sind, daß mindestens eine der Rollen mit einer Antriebsvorrichtung
verbunden ist, die vom Wasser durchsetzte Siebbandabschnitte aus dem Wasserstrom
hebt, und daß vorzugsweise im ersten Bereiche des Rücklaufes des Siebband des eine
auf diese einwirkende Reinigungsbürste vorgesehen ist, die mittels eines Kraftantriebes
entgegen der Vorschubrichtung des Bandes antreibbar ist, und unterhalb derer eine
Auffangvorrichtung für ausgeschiedene Verunreinigungen vorgesehen ist. Hierbei ist
es möglich, durch kontinuierlichen oder periodisch für jeweils ein Zeitintervall
bewirkten Antrieb mindestens einer der Walzen das Siebband mindestens für einen
Abschnitt umlaufen zu lassen, so daß ein gereinigter Abschnitt des Siebbandes in
die Arbeitsstellung gelangt und der bis jetzt wirksame in Richtung auf die Reinigungsvorrichtung
vorwärts bewegt wird. Die praktisch unter Spannung
gehaltenen Längselemente
des Siebbandes lassen sich auch bei hohe#r Belastbarkeit mit geringem Querschnitt
ausführen, und die Formstabilität wird durch diese auf Abstand haltende Querstege
gewahrt, so daß nicht nur die Längselemente selbst mit geringem Querschnitt ausführbar
sind, sondern auch die zwischen ihnen gebildeten Spalte mit so geringer Weite ausgeführt
werden können, daß auch feine Verunreinigungen aus dem Wasser ausgebracht werden.
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Als wesentlich wurde erkannt, das Siebband mit aus dessen Ebene auskragenden
Vorsprüngen auszustatten; die rückseitig auskragenden Vorsprünge gestatten eine
saubere, definierte Führung des Siebbandes, während nach vorne austretende Vorsprünge
das Festhalten und Ausbringen erfaßter Verunreinigungen erleichtern. Zweckmäßig
sind die Mäntel der Rollen mit geschlossenen Ringnuten zur Führung von Vorsprüngen
des Siebbandes ausgestattet. Die Montage, Inspektionen und Instandsetzungen werden
erleichtert, wenn die untere der Rollen an auf Stützflächen ruhenden Schwenkarmen
gelagert ist, die vorteilhaft zu einem schwenkbaren Rahmen verbunden sind. Die Belastbarkeit
des Siebbandes wird erhöht, wenn es mindestens innerhalb seines vom Wasser beaufschlagten
Abschnittes des Obertrums von Stützkufen hintergriffen ist, die zweckmäßig nach
hinten ausgebogene Auf- und Ablaufenden aufweisen. Als nachahmenswert wurde erkannt,
die Oberfläche des Obertrums des Siebbandes gegen die Vertikale um 30° bis 60° geneigt
anzuordnen.
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Eine weitgehende Ausnutzung des Querschnittes des Kanales läßt sich
erreichen, wenn die untere der Rollen in einen in den Boden des Kanles eingelassenen
Quergraben eingreift, der an seiner in Strömungsrichtung vorn liegenden Ende mit
einer bis dicht an das Siebband herangeführten, die Strömung lenkenden Dichtungsfläche
ausgestattet ist. Als empfehlenswert wurde gefunden, die Seitenwände des Kanales
mit bis an, vor und/oder hinter die Flanken des Siebbandes reichenden abdichtenden
Schürzen auszustatten.
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Um ein unzulässiges Anstauen des Wassers zu vermeiden empfiehlt es
sich, den Kanal oberhalb des vorgegebenen maximalen Wasserpegels sich mindestens
gegen die lichte Weite der Schürzen verbreitern zu lassen.
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Als wesentlich hat sich gezeigt, das Siebband als Noppenband auszubilden.
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Zum sicheren Reinigen des Siebbandes ist es in einer Vielzahl von
Fällen nicht erforderlich, dieses kontinuierlich umlaufen und reinigen zu lassen.
Es empfiehlt sich daher, der Antriebsvorrichtung der Rollen und/oder dem Kraftantrieb
der Reini.-gungsbürste ein programmierbares Zeitschaitwerk zuzuordnen, das periodisch
für vorgegebene Zeitintervalle die Antriebsvorrichtung und/oder den Kraftantrieb
einschaltet, wobei nicht nur parallele Schaltvorgänge möglich sind, sondern auch
sowohl der Einschaltzeitpunkt als auch die Schaltintervalle unterschiedlich vorgegeben
sein können. Bewährt hat es sich, der Antriebsvorrichtung und/oder dem Kraftantrieb
eine gegebenenfalls zusätzlich durch mindestens einen Niveauschalter betätigbare
Steuervorrichtung zuzuordnen. Im Bedarfsfalle sind auch andere Führungen des Siebbandes
möglich, die mehr als zwei Rollen zu seiner Umlenkung und/oder Abstützung vorsehen.
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Im einzelnen werden die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden
Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei: Figur 1 die Seitenansicht einer Einrichtung
zum Reinigen von Abwasser, und Figur 2 eine Frontansicht der Einrichtung nach Fig.
1 mit zur Vereinfachung der Darstellung gebrochen dargestelltem Siebband.
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In den Figuren ist ein Kanal 1 gezeigt, über dem auf einer von zwei
Böcken 2 getragenen Achse zwei Schwenkarme 3 gelagert sind, die zu einem festen
Rahmen verbunden sind. Auf der Achse ist weiterhin eine Rolle 4 gelagert, und eine
weitere Rolle 5 ist zwischen den freien Enden der Schwenkarme 3 gelagert. ueber
die Rollen 4 und 5 ist ein endloses Siebband 6 gespannt, dessen Spannung durch eine
nicht dargestellte Spannvorrichtung eingestellt und aufrechterhalten wird. Mit der
Rolle 4 ist ein Kettenrad 7 verbunden, das durch eine Antriebskette mit dem Ritzel
einer Antriebsvorrichtung 8 verbunden ist, die von einem der Böcke oder den Böcken
getragen ist. Die Schwenkarme 3 weisen jeweils eine Konsole 9 auf, die sich auf
eine ortsfeste Stützfläche 10 abstützt und damit die Arbeitslage der Schwenkarme
3 vorgibt.
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Ebenfalls an den Böcken 11 gelagert ist eine Reinigungsbürste, die
mittels eines Kraftantriebes 12 betreibbar ist.
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Unterhalb der Reinigungsbürste 11 ist eine wannenartig ausgebildete
Auffangvorrichtung 13 angeordnet, die zur Abführung ausgeschiedener Verunreinigungen
schräg angeordnet#und/oder mit einer besonderen Fördervorrichtung, bspw. einem Band
oder einer Schnecke, ausgestattet ist, und deren tiefer gelegenes Ende in eine Rutsche
14 mündet, die zu einem Sammelbehälter, einer Presse für das von Rechen erfaßte
Gut oder dergleichen führt. Auch hier kann die offene Rutsche durch Schnecken, Förderbänder
oder dergleichen ersetzt oder unterstützt werden. Seitlich des Grabens ist eine
Winde 15 angeordnet, mit deren Hilfe bei der Montage, zu Inspektions- und Instandsetzungsarbeiten
der Rahmen von den Stützflächen 10 abgehoben werden kann.
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Um den Querschnitt des Kanales 1 durch die Rolle 5 nicht zu verringern
ist im Bereiche dieser Rolle in die Sohle des Kanales ein Quergraben 16 eingearbeitet,
innerhalb dessen die wesentlichen Teile der Rolle 5 angeordnet sind. Vor diesem
Quergraben ist eine Dichtungsfläche 17 angeordnet, welche
den Kanalboden
gegen das Siebband 6 weitgehend abdichtet, und die gleichzeitig so angeordnet ist,
daß die Strömung des den Kanal passierenden Abwassers vorzugsweise spitzwinklig
bzw. tangential gegen das Siebband 6 gerichtet ist.
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Eine weitere Abdichtung wird durch seitlich vorgesehene Schürzen 18
bewirkt, die sich von den seitlichen Wandungen des Kanals bis gegen die Flanke des
Siebbandes erstrecken bzw. diese Flanke geringfügig über- bzw. hintergreifen.
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Unterhalb des Obertrums des Siebbandes 6 sind Kufen 19 angeordnet,
die mindestens Bereiche des Siebbandes gegen die durch das fließende Wasser bewirkte
Beanspruchung abzustiitzen vermögen. Vor dem Siebband sind Niveauschalter 20 und
21 in unterschiedlichen Höhen angeordnet, und oberhalb der Schürzen 18 verbreitet
sich der freie Querschnitt des Kanales zu einem Notüberlauf. Wie insbesondere anhand
der Darstellung der Rolle 4 zu sehen ist, sind die Rollen 4 und 5 mit umlaufenden
Ringnuten versehen, die zur Führung des Siebbandes 6 dienen und nach innen gerichtete
Vorsprünge ~desselben aufzunehmen vermögen.
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Als wesentlich wurde gefunden, als Siebband ein sogenanntes Noppenband
einzusetzen, dessen längsverlaufende Elemente seilartig aus Edelstahl- oder Kunststoffdraht
erstellt sind und die querverlaufenden, die Abstände der längsverlaufenden Elemente
sichernden Querelemente umfassen. Hierbei genügen jeweils zwei verzwirnte Drähte;
es ist aber auch möglich1, das Noppenband durch wechselndes Uber- und Untergreifen
der Querelemente zu sichern. Die querverlaufenden Elemente sind relativ starr und
stabil ausgeführt und weisen Ausknickungen, Ausbiegungen, Lappen oder dergleichen
auf, von denen nach innen auskragende die Führung in den Ringnuten 23 der Rollen
4 und 5 bewirken, während nach außen weisende Ausbiegungen, Noppen oder dergleichen
die Erfassung von Schwemmgut sichern.
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Ein derartiges Noppenband läßt sich mit Spaltbreiten bis zu einem
Millimeter oder sogar noch darunter erstellen, so daß auch sehr feine Verunreinigungen
noch zurückgehalten werden,
wobei dank der geringen Stärke der
längsverlaufenden Elemente der dem Wasser zur Verfügung stehende Querschnitt nicht
zu stark eingeschränkt und damit das passierende Wasser nicht wesentlich angestaut
wird. Die hohe mechanische Belastbarkeit ergibt sich im wesentlichen daraus, daß
die längsverlaufenden Elemente gespannt angeordnet sind und damit im wesentlichen
nur auf Zug belastet werden, wobei das Siebband hintergreifende Kufen 19 oder Rollen
eine weitere partielle Abstützung zu bewirken vermögen, wobei die querverlaufenden
Elemente die Zwischenräume zwischen nebeneinander ang#eordneten Kufen brückenartig
über fangen.
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Im Betriebe durchsetzt das zu reinigende Wasser das als Noppenband
ausgeführte Siebband 6, und Verunreinigungen, welche in ihren Abmessungen die lichte
Weite der zwischen den längsverlaufenden Elementen des Siebbandes gebildeten Spalte
überschreiten, werden zurückgehalten. Damit nun durch derart zurückgehaltene Verunreinigungen
die aktive Fläche des Siebbandes nicht zugesetzt wird, wird dieses von Zeit zu Zeit
durch Einschalten der Antriebsvorrichtung 8 zum Umlaufen gebracht. Bei relativ geringer
Belastung des Siebbandes genügt es durchaus, periodisch in vorgegebenen Zeitabständen
das Siebband bspw. um die Länge zu transportieren, die jeweils vom Wasser beaufschlagt
wird. Damit werden die vom Siebband erfaßten Verunreinigungen auf dessen Obertrum
nach oben in Richtung auf die Rolle 4 zu aus dem Wasser ausgebracht, und neues,
gereinigtes Siebband steht nunmehr als Arbeitsfläche zur Verfügung. Gleichzeitig
wird hierbei der Kraftantrieb 12 der Reinigungsbürste 11 eingeschaltet, welche die
auf der Oberfläche des Bundes festgehaltenen Verunreinigungen von diesem abbürstet
und in die Auffangvorrichtung 13 abwirft, von der sie dann, bspw. über die Rutsche
14, bspw.
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zum Abtransport abgeführt werden. Das vorbeschriebene Noppenband zeichnet
sich hierbei dadurch aus, daß es sich besonders leicht und weitgehend reinigen läßt,
da die festgehaltenen und ausgebrachten Verunreinigungen auf den relativ
glatten
Längs- und Querelementen nicht fest haften. Beim Weitertransport eines durch die
Reinigungsbürste 11 bereits gereinigten Abschnittes des Siebbandes zur Rolle 5 hin
taucht dieses in das bereits gereinigte Abwasser ein, so daß eventuell verbliebene
Festkörperteile nunmehr fortgeschwemmt werden und damit nicht mehrere komplette
Umläufe durchführen können, falls sie durch die Reinigungsbürste nicht erfaßbar
sein sollten.
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Bei normaler Verschmutzung des Abwassers genügt es durchaus, in Abständen
periodisch die Antriebsvorrichtung 8 und den Kraftantrieb 12 einzuschalten, so daß
die Reinigungseinrichtung auch dann eingesetzt werden kann, wo sie ohne besondere
Aufsicht durchläuft.
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Insbesondere bei stoßweise und/oder in größeren Mengen anfallenden
Verunreinigungen kann die Steuerung, gegebenenfalls zusätzlich, vermittels von Niveauschaltern
erfolgen, welche beim Auftreten eines zu hohen Staus bzw. beim Uberschreiten eines
vorgegebenen Niveaus die Antriebsvorrichtung-und den Kraftantrieb einschalten. Hierbei
ist es möglich, die Steuerung dieser Antriebe allein durch Niveauschalter zu bewirken,
die bei jedem Erreichen eines ersten Niveaus die Antriebe einschalten, bis beim
Erreichen des zweiten, niederen Niveaus diese wieder ausgeschaltet werden. Es ist
aber auch möglich, die Einschaltung jeweils für ein vorgegebenes Zeitintervall zu
bewirken, so daß bspw. beim Erreichen eines niedrigeren Niveauschalters die Antriebe
nur für ein kurzes Zeitintervall, beim Erreichen des höheren Niveauschalters 20
aber für ein längeres Zeitintervall oder aber für Dauerbetrieb eingeschaltet werden.
Bei der gemischten Steuerung erfolgt die Reinigung nach vorgegebenen Zeiten für
ein vorgegebenes Intervall, und nur bei Ansprechen eines Niveauschalters wird die
Reinigungsperiode vorzeitig oder zusätzlich ausgelöst, wobei ein höher angeordneter
Niveauschalter Dauerbetrieb oder ein längeres Zeitintervall einschalten kann.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht nur bezüglich der Steuereinrichtungen
einer Reihe von Varianten fähig. So kann bspw. das Siebband, insbesondere bei geringen
Belastungen, ohne stützende Kufen ausgeführt werden, oder an die Stelle der Kufen
können stützende Walzen treten, die wiederum mit tiefen Nuten ausgestattet sein
oder durch eine Anzahl von auf einer Achse in Abständen angeordneter Scheiben dargestellt
sein können, um einerseits eine Stützung des Siebbandes zu erreichen, andererseits
aber den Durchtrittsquerschnitt des Wassers nicht wesentlich einzuschränken. Durch
die Anbringung solcher oder weiterer Walzen läßt sich auch der Umlaufweg des Siebbandes
beeinflussen und gegebenenfalls anders als im wesentlichen gestreckt ausbilden.
Insbesondere bei relativ steifen, für das Siebband 6 verwendeten Querelementen lassen
sich Kufen 19 und/ oder gleichachsige Scheiben in großen freien Abständen anordnen.
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Im Interesse geringer Abmessungen des Quergrabens 16 wird man im allgemeinen
den Durchmesser der Rolle 5 so gering wie möglich wählen. Mit Rücksicht auf-die
beim jeweiligen Umlauf auftretenden Biegebeanspruchungen wird man gegebenenfalls
bei der Wahl des Durchmessers der unteren Rolle 5 bis an die durch die erstrebte
Standzeit in Anbetracht der Biegebelastung gegebene Grenze gehen, während die obere
Rolle 4 mit größerem Durchmesser gewählt werden wird, so daß sie die Standzeit des
Siebbandes nicht beeinträchtigt.
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Bei der Verwendung üblicher, an der Innenseite glatter Siebbänder
ist es erforderlich, für den symmetrischen Lauf des Siebbandes zu sorgen und ein
seitliches Auswandern desselben zu verhindern. Zweckmäßig wird dies erreicht, indem
mindestens einer Flanke des Siebbandes 6 ein bspw. auf dieser mittels einer Rolle
laufender Taster zugeordnet ist, der beim seitlichen Auslaufen des Siebbandes dessen
Korrektur bewirkt. Dies kann bspw. dadurch erfolgen, daß die Lager
einer
der Wellen der umlenkenden Rollen asymmetrisch anstellbar sind, um durch asymmetrisches
Spannen des Siebbandes dessen Rücklauf in die symmetrische Mittelstellung zu sichern.
Bei Verwendung von auf ihrer Innenseite mit Noppen ausgestatteten Siebbändern, bspw.
entsprechend der DE-AS 1 271 624, kann auf solche Korrekturmaßnahmen des Laufes
des Siebbandes verzichtet werden. Bei relativ starken und steifen Querelementen
und dicht angeordneten, dem Schuß eines Gewebes entsprechenden, dünnen Längselementen
lassen sich hier extrem geringe Spaltweiten erzielen, ohne daß der Gesamtquerschnitt
allzu stark eingeschränkt wird, und ohne daß die Stabilität des Siebbandes beeinträchtigt
wird. Allerdings ist es im allgemeinen auch hier erforderlich, zur Aufrechterhaltung
der Spannung des Siebbandes Lager der Umlenkrollen anstellbar auszubilden, wenn
die Spannung nicht durch gesonderte, gegen das Siebband angestellte Spannrollen
aufrechterhalten wird.
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Als zweckmäßig kann es sich erweisen, insbesondere dem Obertrum des
Siebbandes 6 in der Fig. nicht dargestellte Druckrollenpaare zuzuordnen. Solche
Druckrollenpaare können Anwendung finden, um, vorzugsweise organische, Agglomerate
durch ihren Anpreßdruck zu zerkleinern, so daß die feinen Bestandteile nunmehr,
insbesondere wenn sie über dieses vermittels von Wasserstrahlen gespült werden,
zu passieren vermögen und damit eine anschließende organische Reinigung des Abwassers
durch Lieferung von Nährstoffen zu unterstützen vermögen. Höher angeordnete und
ohne Wasserbeaufschlagung arbeitende Druckrollen dagegen vermögen, vom Siebband
zurückgehaltene und durch dessen Vorlauf aus dem Wasser gehobene grobe Bestandtei-He
zu verdichten sowie gegebenenfalls mattenartig zu verfilzen und zu entwässern, so
daß das Abheben der ausgeschiedenen Verunreinigungen vom Siebband erleichtert wird.
Im Bedarfsfalle lassen sich Druckrollen unterschiedlicher Wirkungsweisen kombinieren,
und es ist
auch möglich, die Wirkung von Druckrollenpaaren zu erhöhen,
indem diese mehrfach hintereinander angeordnet sind.
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Auch die Wirkung der Reinigungsvorrichtung selbst Iäßt sich steigern.
Im einfachsten Falle ist, wie die Figuren zeigen, der Außenfläche des Siebbandes
eine rotierende Bürste zugeordnet. Gegebenenfalls läßt sich die Wirkung dadurch
steigern, daß mehr als eine Bürste vorgesehen sind.
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Verbessern läßt sich die Reinigungswirkung auch dadurch, daß die Bürsten
zumindest mit einer quer zum Siebband verlaufenden Bewegungskomponente betrieben
werden. So kann eine Bürste oder können mehrere Bürsten in Querrichtung des Siebbandes
gegen dieses verschoben werden. ine gründliche Reinigung bei relativ kurzem flub
ltinl sici erzielen, indem mehrere Biirsten alternierend quer zurn iinrl uni c'
inen llub verschoben werden, der dem der Anzahl der Bürsten entsprechenden Bruchteil
der Breite des Siebbandes entspricht oder, zur Uberlappung der Arbeitsbereiche,
überschreitet.
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Diese Bürsten können zur weiteren Steigerung ihrer Wirkung als um
eine vertikale Achse rotierende Bürsten ausgebildet sein. Es ist auch möglich, den
Betrieb nicht direkt in Quer.-richtung vorzunehmen, sondern in der Richtung, die
sich aus den Komponenten der Bewegung der Bürsten und der Umlaufgeschwindigkeit
des Siebbandes während des Vorlaufes ergibt.
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Weiterhin läßt sich dus Auffangen und Abfüllrcn ausgeschiedener Verunreinigungen
abändern; hier können schräge Tröge eingesetzt werden oder mit Fördermitteln wie
Förderschnecken, Förderbänder oder dergleichen, ausgestattete Wannen ebenso vorgesehen
werden wie bspw. Becherwerke oder dergl. Fördermittel.
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In jedem Falle lassen sich Einrichtungen zur mechanischen Reinigung
des Wassers schaffen, die bei geringem Aufwande es durchaus gestatten, Feststoffe
bis hinab zu Abmessungen von einem Millimeter Korngröße auszuscheiden, wobei auch
schwierig
auszuscheidende und leicht verfilzende T(ile wie haare, Papier- sowie Textilabfälle
und dergleichen erfaßbar sind und auch von der Reinigungsvorrichtung s sicher abgeführt
werden, so daß die Selbstreinigung und damit ein durch].aufender selbsttätiger
Betrieb gesichert sind.
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