DE20214573U1

DE20214573U1 - Vorrichtung zum Einleiten von wässrigen Suspensionen organischer Stoffe in ein Vererdungsbecken

Info

Publication number: DE20214573U1
Application number: DE20214573U
Authority: DE
Original assignee: INFU INGENIEURGESELLSCHAFT FUE
Current assignee: INFU INGENIEURGESELLSCHAFT FUE
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2012-09-21

Description

Anmelder: INFU Ingenieurgesellschaft für Umweltplanung mbH

37249 Neu-Eichenberg, Karlsbrunnenstraße 11
Amtsaktenzeichen: Neuanmeldung
Unser Zeichen: 16469 /as6

Datum: 19.09.2002

VORRICHTUNG ZUM EINLEITEN VON WÄSSRIGEN SUSPENSIONEN ORGANISCHER STOFFE IN EIN VERERDUNGSBECKEN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einleiten von wässrigen Suspensionen organischer Stoff, beispielsweise von Klärschlamm, in ein Vererdungsbecken, insbesondere ein Vererdungsbecken, das oberhalb einer Drainageschicht mit Pflanzen bewachsen ist, mit einem in das Vererdungsbecken hinab führenden und an einem Auslauf endenden rohrförmigen Suspensionszulauf. Dabei ist unter einem rohrförmigen Suspensionszulauf ein zumindest von dem Beckenrand bis zu dem Auslauf verrohrter Suspensionszulauf zu verstehen.

Beim Einleiten von wässrigen Suspensionen in ein Vererdungsbecken besteht das Problem, dass die Suspensionen, welche durch die Überwindung des Höhenunterschieds zwischen dem Niveau des Beckenrands und dem Füllstand des Vererdungsbeckens beschleunigt werden, die bisherige Feststofffüllung und damit auch die bislang bereits angewachsene Erde aufspülen. Dies führt bei einem pflanzenbewachsenen Vererdungsbeet dazu, dass die Wurzeln der Pflanzen unterspült werden können, so dass die Pflanzen ihren Halt verlieren. Zusätzlich tritt bei einem Vererdungsbecken mit einer unten liegenden Drainageschicht die Gefahr auf, dass das Aufspülen der Feststofffüllung bis hinab zu der Drainageschicht reicht, so dass ein Kurzschluss zu dem gewünschten Sickerwasserfluss durch die Feststofffüllung auftreten kann. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Vererdungsbecken für wässrige Suspensionen in der Regel immer eine untere Drainageschicht aufweisen und oberhalb der Drainageschicht mit Pflanzen bewachsen sind.

Die genannten Probleme werden auch bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art nicht gelöst, bei der ein Rohr für die wässrigen Suspensionen in das Vererdungsbecken hinab führt und in dessen unterem Bereich endet, so dass der Auslauf

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mit der Zeit unterhalb des Feststofffüllstands des Vererdungsbeckens angeordnet ist. Hier kommt das Problem einer Gefahr des Verstopfens des Suspensionszulaufs hinzu, die im Winterbetrieb besonders groß ist, weil es unter Frosteinwirkung zu einem Zufrieren des Auslaufs des Suspensionszulaufs in der Feststofffüllung kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, mit der wässrige Suspensionen in ein Vererdungsbecken einleitbar sind, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der bislang aufgewachsenen Erdschicht und der darin wurzelnden Pflanzen kommt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass der Auslauf horizontal ausgerichtet ist und dass der Suspensionszulauf einen längenveränderlichen Leitungsabschnitt umfasst, mittels dessen der Auslauf auf ein Höhenniveau direkt über der Feststofffüllung des Vererdungsbeckens einstellbar ist.

Die neue Vorrichtung weist zwei Merkmale auf, die zur Lösung der Aufgabe miteinander wechselwirken. Zunächst ist der Auslauf des Suspensionszulaufs horizontal ausgerichtet. Das heißt, die Strömungsrichtung der in das Vererdungsbecken eingeleiteten Suspensionen verläuft am Auslauf parallel zu der Oberfläche der Feststofffüllung des Vererdungsbeckens. Gleichzeitig sorgt die Höheneinstellbarkeit des Auslaufs dafür, dass der Auslauf auf ein Höhenniveau direkt über dem Feststofffüllstand des Vererdungsbeckens einstellbar ist, so dass es auch zu keiner anschließenden Richtungsänderung der aus dem Auslauf ausströmenden Suspensionen mehr kommt, nach der die Suspensionen unter einem Winkel auf die Feststofffüllung des Vererdungsbeckens auftreffen würden. Weiterhin ermöglicht die Höhenverstellbarkeit des Auslaufs, den Auslauf kontinuierlich etwas oberhalb der Füllhöhe der Feststofffüllung einzustellen, so dass ein Kontakt mit der Feststofffüllung vermieden wird. Damit kann ein Zufrieren des Auslaufs im Winterbetrieb der neuen Vorrichtung sicher vermieden werden. Zusätzlich ist mit der neuen Vorrichtung der Vorteil verbunden, dass die horizontale Strömung der Suspensionen aus dem Auslauf heraus dazu führt, dass sich die Suspensionen sehr schnell über die gesamte Fläche des Vererdungsbeckens verteilen, so dass sich die in den Suspensionen enthaltenen Feststoffe nicht vornehmlich in Teilbereichen des Vererdungsbeckens in der Nähe des Auslaufs absetzen.

Der längenveränderliche Leitungsabschnitt kann dadurch ausgebildet sein, dass er mindestens zwei ineinander teleskopierbare Leitungsrohre aufweist. Dabei sind die

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Anforderungen an die Passung der Leitungsrohre nur gering, wenn ein oberes Leitungsrohr jeweils in ein unteres Leitungsrohr eingesteckt ist. Das heißt, die neue Vorrichtung kann sehr kostengünstig ausgebildet werden.

Dies gilt auch dann, wenn der längenveränderliche Leitungsabschnitt einen längendehnbaren Schlauch aufweist. Die Längendehnbarkeit des Schläuche kann beispielsweise auf balgartigen Einfaltungen beruhen. Der gesamte längendehnbare Schlauch ist dann eine Art Faltenbalg.

Um die Einstellung des Auslaufs auf das jeweilige Höhenniveau direkt über dem Feststofffüllstand des Vererdungsbeckens vornehmen zu können, kann ein Zugseil, eine Gewindestange oder ein vergleichbare Zugeinrichtung an dem Teil des Suspensionszulaufs befestigt sein, der den Auslauf aufweist. Von Zeit zu Zeit ist mit Hilfe der Zugeinrichtung der Auslauf anzuheben. Die Zugeinrichtung kann dabei auch zur Festlegung, d. h. zur Sicherung dieser Höheneinstellung dienen, bis der untere Teil des Suspensionszulaufs auf Feststoff aufliegt und von diesem abgestützt wird.

In einer besonderes bevorzugten Ausführungsform der neuen Vorrichtung weist der Suspensionszulauf in seinem unteren Bereich vor dem Auslauf eine Querschnittserweiterung auf, über die der Strömungsquerschnitt des Suspensionszulaufs um mindestens 50 % ansteigt. Durch diesen Anstieg des Strömungsquerschnitts sinkt die Strömungsgeschwindigkeit der Suspensionen ab, mit der die Suspensionen aus dem Auslauf austreten. Bevorzugt ist die Querschnittserweiterung im untersten Bereich des Suspensionszulaufs vorgesehen, so dass sie zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Suspensionen dient, die bereits durch den Höhenunterschied vom Niveau des Beckenrands vollständig beschleunigt wurden. Hingegen ist eine Beschleunigung der Suspensionen nach der Erweiterung des Strömungsquerschnitts durch einen verbliebenen Teil des Höhenunterschieds zu vermeiden. Es versteht sich, dass es günstig ist, den Strömungsquerschnitt um deutlich mehr als 50 % anwachsen zu lassen, weil dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Suspensionen noch weiter reduziert wird.

Die Querschnittserweiterung des Suspensionszulaufs kann dadurch realisiert werden, dass der Suspensionszulauf in seinem unteren Bereich eine Verzweigung aufweist. Bei einer Verzweigung, nach der jeder Teilzulauf denselben Durchmesser aufweist wie der vorherige Gesamtzulauf, wird der Strömungsquerschnitt des Suspensionszulaufs verdoppelt.

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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Verzweigung T-förmig ist, wobei der Querbalken des "T" unten liegt und horizontal verläuft. Eine T-förmige Verzweigung erzwingt eine Richtungsänderung der strömenden Suspensionen um 90°. Dies ist mit einer gewissen Abbremsung der Suspensionen verbunden. Wenn der Querbalken des "T" der T-förmigen Verzweigung horizontal verläuft, ist zudem die gewünschte horizontale Ausrichtung des Auslaufs bereits in der Verzweigung angelegt. Die Teilausläufe des Auslaufs nach der Verzweigung können daher direkt an den Enden des Querbalkens des "T" vorgesehen sein.

Vorzugsweise ist aber zwischen der Verzweigung und den Teilausläufen des Auslaufs jeweils mindestens eine Leitungsumbiegung, ein horizontal verlaufender Leitungsabschnitt oder ein anderes die Strömungsgeschwindigkeit der Suspensionen reduzierendes Mittel vorgesehen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Teil eines Vererdungsbeckens mit einer

Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der neuen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform der neuen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Vererdungsbecken 1 in einem Vertikalschnitt teilweise und schematisch dargestellt. Das Vererdungsbecken wird nach unten zum Untergrund 2 durch eine Abdichtungsfolie 3 begrenzt. Am Boden 4 des Vererdungsbeckens ist auf der Abdichtungsfolie 3 eine Drainageschicht 5 angeordnet. Die Drainageschicht kommuniziert mit einem Klarwasserablauf, der hier nicht dargestellt ist. Oberhalb der Drainageschicht 5 befindet sich bereits aufgewachsene Erde 6. In der Erde 6 wachsen Pflanzen 7, deren Wurzeln 8 in die Erde 6 eingreifen. Die Funktion der Pflanzen 7 und ihrer Wurzeln 8 bei der Vererdung von wässrigen Suspensionen organischer Stoffe ist bekannt und wird hier nicht näher beschrieben. Hier geht es um die Einleitung solcher Suspensionen 9 in das Vererdungsbecken 1. An einem oberen Beckenrand 10, den eine Böschung 11 von der Feststofffüllung 12 des Vererdungsbeckens 1 trennt, endet eine Leitung 13 an einem Ventil 14. Von dem Ventil 14 führt ein Suspensionszulauf 15 hinab in das Vererdungsbecken 1.

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Der Suspensionszulauf, der in Fig. 2 in einer Draufsicht separat dargestellt ist, umfasst einen längenveränderlichen Leitungsabschnitt 16, mit dem ein Höhenniveau eines Auslaufs 17, an dem der Suspensionszulauf 15 endet, in dem Vererdungsbecken 1 variiert werden kann. Dabei ist zum Anheben des Auslaufs 17 ein Zugseil 18 vorgesehen, welches durch hier nicht dargestellte Mittel auch festlegbar ist, um das Höhenniveau des Auslaufs 17 zu fixieren. Der längenveränderliche Leitungsabschnitt 16 ist bei der Ausführungsform des Suspensionszulaufs 15 gemäß den Fig. 1 und 2 als längendehnbarer Schlauch 19 vorgesehen, der nach Art eines Faltenbalgs gegen eine gewisse Rückstellkraft auseinanderziehbar ist. Das Zugseil 18 greift an einem unteren Teil des Suspensionszulaufs 15 an, an dem der Auslauf 17 in fester Relativanordnung vorgesehen ist.

Nach dem längenveränderlichen Leitungsabschnitt 16 weist der Suspensionszulauf 15 eine T-förmige Verzweigung 20 auf. Dabei liegt der Querbalken des "T" unten und ist horizontal orientiert. An jedem Ende des Querbalkens des "T" ist eine 90°-Leitungsumbiegung 21 vorgesehen, an die jeweils ein horizontal verlaufender Leitungsabschnitt 22 anschließt, der dann in einen der Teilausläufe 23 des Auslaufs 17 mündet. Die Ausrichtung des Auslaufs 17 bzw. seiner Teilausläufe 23 ist dabei horizontal. Das heißt, die Suspensionen 9 strömen horizontal und damit parallel zu der Feststofffüllung 12 des Vererdungsbeckens 1 aus dem Suspensionszulauf 15 heraus. So wird ein Aufspülen der bereits abgesetzten oder auch schon vererdeten Feststofffüllung 12 vermieden. Außerdem verteilen sich die Suspensionen einschließlich ihres Feststoffgehalts durch die horizontale Strömungsrichtung sehr schnell über die gesamte Fläche des Vererdungsbeckens 1. Idealerweise ist der Auslauf 17 auf einem Höhenniveau direkt über der Feststofffüllung 12 angeordnet, so dass die Suspensionen 9 keinerlei Schwerkraftbeschleunigung mehr auf die Feststofffüllung 12 hin erfahren, nachdem sie aus dem Auslauf 17 ausgetreten sind. Neben der horizontalen Richtung des Auslaufs wird ein Aufspülen der Feststofffüllung 12 durch die Suspensionen 9 auch dadurch verhindert, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Suspensionen 9 am unteren Ende des Auslaufs 15 reduziert wird. Bewirkt wird dies zunächst durch die Verdopplung des Strömungsquerschnitts über die Verzweigung 20. Weiterhin bewirken die Richtungsumkehr der strömenden Suspensionen in der T-förmigen Verzweigung 20 und den anschließenden Leitungsumbiegungen 21 sowie die horizontalen Leitungsabschnitte 22 Abbremsungen der Strömungsgeschwindigkeit, indem der Strömungswiderstand für die Suspensionen 9 durch diese Maßnahmen erhöht ist.

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Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des Auslaufs 15, die gegenüber der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 folgende Unterschiede aufweist. Statt des längendehnbaren Schlauchs 19 ist der längenveränderliche Leitungsabschnitt 16 durch zwei ineinander teleskopierbare Leitungsrohre 24 und 25 ausgebildet. Das obere Leitungsrohr 24 ist dabei in das untere Leitungsrohr 25 eingesteckt. Auch bei nur lockerer Passung der beiden Leitungsrohre 24, 25 ineinander besteht daher kaum eine Gefahr, dass nennenswerte Anteile der Suspensionen zwischen den Leitungsrohren 24 und 25 austreten. Am unteren Ende des Leitungsrohrs 25 ist die T-förmige Verzweigung 20 vorgesehen. Dabei sind die Teilausläufe 23 des Auslaufs 17 hier direkt an den Enden des Querbalkens des "T" vorgesehen. Wieder treten aber die Suspensionen 9 aus den Teilauslässen 23 in horizontaler Richtung aus, und sie sind zumindest durch die Vergrößerung des Strömungsquerschnitts über die T-förmige Verzweigung 20 in ihrer Strömungsgeschwindigkeit auf die Hälfte reduziert. Eine weitere Abbremsung ergibt sich durch die Richtungsumkehr in der T-förmigen Verzweigung 20.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1	Vererdungsbecken
2	Untergrund
3	Abdichtungsfolie
4	Boden
5	Drainageschicht
6	Erde
7	Pflanze
8	Wurzel
9	Suspension
10	Beckenrand
21	Umbiegung
22	Leitungsabschnitt
23	Teilauslauf
24	Leitungsrohr
25	Leitungsrohr

11	Böschung
12	Feststofffüllung
13	Leitung
14	Ventil
15	Suspensionszulauf
16	Leitungsabschnitt
17	Auslauf
18	Zugseil
19	Schlauch
20	Verzweigung

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Claims

1. Vorrichtung zum Einleiten von wässrigen Suspensionen organischer Stoffe in ein Vererdungsbecken, insbesondere in ein Vererdungsbecken, das oberhalb einer Drainageschicht mit Pflanzen bewachsen ist, mit einem in das Vererdungsbecken hinab führenden und an einem Auslauf endenden rohrförmigen Suspensionszulauf, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauf (17) horizontal ausgerichtet ist und dass der Suspensionszulauf (15) einen längenveränderlichen Leitungsabschnitt (16) umfasst, mittels dessen der Auslauf (17) auf ein Höhenniveau direkt über der Feststofffüllung (12) des Vererdungsbeckens (1) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der längenveränderliche Leitungsabschnitt (16) mindestens zwei ineinander teleskopierbare Leitungsrohre (24, 25) umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberes Leitungsrohr (24) jeweils in ein unteres Leitungsrohr (25) eingesteckt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der längenveränderliche Leitungsabschnitt (16) einen längendehnbaren Schlauch (19) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der längendehnbare Schlauch (19) balgartige Einfaltungen aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugseil (18) oder eine Gewindestange an dem Teil des Suspensionszulaufs (15) mit dem Auslauf (17) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspensionszulauf (15) in seinem unteren Bereich vor dem Auslauf (17) eine Querschnittserweiterung aufweist, über die der Strömungsquerschnitt des Suspensionszulaufs (15) um mindestens 50% ansteigt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der 2 Suspensionszulauf (15) in seinem unteren Bereich eine Verzweigung (20) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweigung (20) T-förmig ist, wobei der Querbalken des "T" unten liegt und horizontal verläuft.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verzweigung (20) und Teilausläufen (23) des Auslaufs (17) jeweils mindestens eine Leitungsumbiegung (21), ein horizontal verlaufender Leitungsabschnitt (22) oder ein anderes die Strömungsgeschwindigkeit der Suspensionen (9) reduzierendes Mittel vorgesehen ist.