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Trichterstoffänger zur Klärung von Abwässern, insbesondere der Papier-, Zellstoff-lied Holzsto1filldustrie.
Der den Gegenstand der Erfindung bildende Trichterstoffänger hat den Zweck, trübe, mit festen Bestandteilen durchsetzte Flüssigkeiten, insbesondere faserstoffhaltige Abwässer der Papier-, Zellstoff-und Holzstoffindustrie in einem kontinuierlichen Verfahren dadurch zu klären, dass die natürliche Absitzgeschwindigkeit der Sinkstoffe durch zusätzliche Strömungsgeschwindigkeit vergrössert wird.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Trichterstoffängers gemäss vorliegender Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Mitte des Trichterstoffängers, Fig. 2 einen wagrechten Schnitt.
Im Wesen besteht der Trichterstoffänger aus einem zylindrischen Mantel a und anschliessendem kegelförmigen Unterteil b. Mit dem zylindrischen Mantel dicht verbunden und schräg nach abwärts konzentrisch gegen die Mitte reichend, befinden sich im Innern des Stofffängers trichterförmige, unten offene, kegelstumpfmantelartige Einbauten oder Leittrichter cl, c2, c3, c4... cn, welche den zylindrischen Teil des Trichters in beliebig viele Zellen zerlegen, die miteinander durch die zentralen Öffnungen in Verbindung stehen. Die Wände dieser Leittrichter werden mit möglichst grosser Neigung ausgeführt, um ein Liegenbleiben von Sinkstoffen auf den Wandungen zu verhindern.
Klärtrichter und Klärgefässe ähnlicher Form, bei welchen das Innere durch Einbauten in mehrere Teile zerlegt wird, sind bekannt. Es gibt beispielsweise Konstruktionen mit mehreren übereinander liegenden Kammern, bei denen die geklärte Flüssigkeit oben abläuft und wo das Zurückhalten des Stoffes auf im wesentlichen ebenen Ablagerungsflächen erfolgt, von welchen die Absitzstoffe mit kratzerähnlichen mechanischen Vorrichtungen weiterbefördert werden.
Eine andere bekannte Einrichtung hat im wesentlichen der vorliegenden Erfindung formähnliche, also steile Einbauten, jedoch erfolgt hier die Abführung der Absitzstoffe von jedem eingebauten Trichter separat und es muss das Rohwasser nacheinander alle Querschnitte unter fortwährender Richtungsänderung durchfliessen, wodurch diese Einrichtungen nur für spezifisch schwere Absitzstoffe verwendbar sind, nachdem spezifisch leichte Sinkstoffe von der Strömung mitgerissen werden und in den Überlauf der sinkstoffreinen Flüssigkeit gelangen. Bei den letztgenannten Einrichtungen ist nur ein einziger Überlauf zur Abführung des geklärten Wassers verwendet.
Im Gegensatz zu diesen geschilderten, bereits bekannten Einrichtungen werden bei der vorliegenden Erfindung die Sinkstoffe auf kürzestem Wege der Entnahmestelle zur Wiederverwendung oder Abführung zugeleitet und es erfolgt weder eine Zwischenlagerung der Sink- stoffe, noch wird der sinkstofführende Stoffstrom zu einer Richtungsänderung gezwungen ; es wird hier vielmehr zur Vermeidung des Einflusses der Strömungsgeschwindigkeit des abzuführenden geklärten Abwassers letzteres in mehrere Teilabwassermengen zerlegt und dergestalt unter gleichzeitiger Richtungsänderung der Überlaufabwasserströme eine reinlichere Ausscheidung der
Sinkstoffe erzielt.
Das Rohwasser wird im obersten Trichterteil durch ein in der Trichtermitte angeordnetes Einsatzrohr d in bekannter Weise aufgegeben. Die Sinkstoffe, welche an und für sich die Tendenz haben, nach unten zu sinken, erhalten durch die im Einsatzrohr herrschende Ge- schwindigkeit eine zusätzliche Beschleunigung nach unten und sinken auf kürzestem Wege in
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die durch den-Unterteil b gebildete Trichterspitze, wo sie durch die Abzugsrohre f und g in entsprechender Konsistenz abgeführt werden. Auf dem ganzen Wege vom Einsatzrohr d bis zu
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tangential angeordnete Düsen m, ringförmige Sammelleitungen n und Steigrohr o mit einem Steigkasten p in Verbindung stehen bzw. der oben offene Trichter mit einem Überlaufrost i und einer Überlaufrinne le versehen ist.
Beim Austritt aus dem Einsatzrohr d hat die Rohwasser-Flüssigkeitssäule eine bestimmte, senkrecht nach unten gerichtete Geschwindigkeit, welche aus'dem Durchflussquerschnitt und der gesamten aufgegebenen Rohwassermenge resultiert. Um diese Austrittsgeschwindigkeit aus dem Einsatzrohr : à wird die natürliche Sinkgeschwindigkeit der Sinkstoffe vergrössert. Die Sinkstoffe-behalten ihre erteilte Geschwindigkeit im Raume l'senkrecht nach unten gerichtet bei, während die Flüssigkeit einen ganz leichten Stau erfährt, welcher dadurch hervorgerufen wird, dass im Raume I der Rohwassersäule eine im Verhältnis zur Zellenanzahl-stehende sinkstoffreine Wassermenge durch den Überlaufrost i entzogen wird. Die Durchflussöffnung des ersten Leittrichters cl wird nun'von einer.
Flüssigkeitssäule durchströmt, welche der auf-
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'entspricht. Dementsprechend stellt sich in der Durchflussöffnung'des Leittrichters cl die Durchflussgeschwindigkeit ein. Nach Passieren der ersten Leittrichteröffnung wiederholt sich nun dieses Spiel im Raume H. Die Sinkstoffe streben auf kürzestem Wege, durch die nach unten gerichtete Hauptströmung unterstützt, zur Durchflussöffnung des Leittrichters c2, während der Rohwassersäule im Raume II wieder ein Teil sinkstoffreiner Flüssigkeit entzogen wird.
In weiterer Folge gelangen die Sinkstoffe auf diesem kürzesten Wege nach Passieren der Räume sir und IV, in welchen jeweils wieder ein Teil sinkstoffreiner Flüssigkeit angezapft
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entziehenden sinkstoffreinen Flüssigkeit'abscheidet, während die Sinkstoffe in entsprechender Konzentration durch die Abzugleitungen f und g aus dem Trichter entnommen werden. Das aufgegebene Rohwasser wird also im Trichterstoffänger in zwei Wasserströme zerlegt, in den die Sinkstoffe mitführenden und in den sinkstoffreinen, welcher, in Teilmengen aus dem Trichter abgezapft, von der Überlaufrinne Je und dem Steigkasten p abfliesst.
Die Klärwirkung wird natürlich desto besser sein, je mehr Flüssigkeit im Verhältnis zur aufgegebenen Rohwassermenge dem Stoffänger mit den Sinkstoffen durch die Leitungen y und y an der Trichterspitze entzogen wird, nachdem die Sedimentation der Sinkstoffe durch die senkrecht nach unten gerichtete, ununterbrochene Strömung in den Räumen J, II, ZIT, IV und V wesentlich unterstützt wird.
Gelangen in. den Räumen I, Il, III, IV und V mit der durch den Überlaufrost i und die Abzugdüsen m abgezogenen, von Sinkstoffen freien Flüssigkeit dennoch spezifisch leichte Sinkstoff teilchen oder Fasern ausser den Wirkungsbereich der senkrecht nach unten gerichteten Hauptströmung, dann ist diesen Teilchen durch die allmähliche Querschnittserweiterung in diesen Zellen und die sich dadurch verkleinernde Strömungsgeschwindigkeit der Abzapfteilmenge nochmals Gelegenheit gegeben, sich abzusetzen, u. zw. dadurch, dass man bei der Dimensionierung des Stofangers darauf Rücksicht nimmt, dass die Strömungsgeschwindigkeit in der grössten
Querschnittszone der einzelnen Zellen so klein wird, dass die feinen Teilchen bzw.
Fasern von der Strömung nicht mehr mit hochgenommen werden, frei in der Flüssigkeit schweben bleiben und eine Filterschicht bilden, sich mit den nachkommenden Teilchen zu grösseren
Flocken und Bündeln verbinden und verfilzen, und, auf diese Weise schwerer geworden, wieder in die Räume I, II, III, IF und.Y absinken.
Die Reinigung des Stoffängers erfolgt auf die Weise, dass die einzelnen Steigleitungen o durch Verbindungsleitungen r mit einer Frischwasserleitung s unter Zwischenschaltung von Absperrorganen t in Verbindung stehen. Im Steigkasten p sind die Leitungen o durch
Absperrorgane M abschliessbar. Wird nun der-Stoffänger nach der Entleerung gereinigt, so werden die Absperrorgane u geschlossen und t geöffnet, wodurch das Frischwasser durch die
Leitungen 0- und n und durch die Düsen 1n unter Druck tangential in das Innere der Trichter- zellen einströmt.
Nachdem der Einlauf unter Druck tangential erfolgt u. zw. an der höchsten
Stelle der einzelnen Zellen, wird sich das Reinigungswasser fächerartig über die Wände der
Zellen ergiessen und erfolgt dadurch eine gründliche Reinigung der Trichterzellen, ohne dass der Trichter befahren zu werden braucht. Selbstverständlich sind die einzelnen Trichterzellen zum Zwecke periodischer gründlicher Reinigung durch entsprechend angeordnete Mannlöcher und Handlöcher einzeln zugänglich gemacht. Der Ablauf des Reinigungswassers aus dem Stoff- fänger erfolgt durch den Stutzen h an der untersten Trichterspitze, welcher Stutzen mit ent- sprechendem Absperrorgan auch. für Trichterentleerung überhaupt. dient.
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Durch die tangentiale Anordnung der Klärwasserabzugdüsen n wird aber auch erreicht, dass durch die tangentiale Absaugung des geklärten Wassers der Inhalt der einzelnen Trichterzellen in langsam drehende Bewegung versetzt wird. Durch die Reibung des Wassers an den Wänden infolge der Drehung wird ein Absitzen der feinen Sinkstoffteilchen auf den trichterförmigen Einbauten el, c2 usw. verhindert und ausserdem der Weg der Stoffteilchen bis zum Überlauf verlängert, so dass das Sinken begünstigt wird.
Der Triehterstoffänger kann sowohl in Eisenbeton, als auch in Eisen, Metall oder Holz, oder aber aus einer Kombination dieser Materialien hergestellt werden, je nach dem Verwendungszweck und der Beschaffenheit der zu klärenden Flüssigkeit.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Trichterstoffänger zur Klärung von Abwässern, insbesondere der Papier-, Zellstoff-und Holzstoffindustrie, dadurch gekennzeichnet, dass die Absitzstoffe durch eine grössere Anzahl trichterförmiger, unten offener, kegelstumpfmantelartiger Einbauten oder Leittrichter (c1, c 2, c3, c4... cn) ohne Unterbrechung des Absitzvorganges durch die Mitte des Stoffängers auf kürzestem Wege der durch den Trichterunterteil gebildeten Trichterspitze (V) zur ständigen Entnahme zugeleitet werden, während dem Sinkstoffe führenden Rohwasser auf diesem ganzen Wege unter gleichzeitiger Richtungsänderung durch gleichmässige Abzapfung am zylindrischen Mantel (a) des Trichterstoffängers sinkstoffreine Flüssigkeit in entsprechenden Teilmengen,
welche sich aus der Anzahl der Einbauten (e) ergeben, entzogen wird.