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Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen der ungeklärten Abwässer in Papier-, Zellstoff- u. ähnl. Industrien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen der ungeklärten Abwässer in
Papier-, Zellstoff- und ähnlichen Industrien, bei welchem die ungeklärten Abwässer mit Gas, insbesondere
Druckluft vermischt werden und die mit Festteilchen beladenen Gasblasen getrennt von dem in umge- kehrter Richtung abfliessenden geklärten Abwasser zu unterschiedlichen Sammelstellen hochschwimmen bzw. geleitet werden.
Das erfindungsgemässeverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das mit Gas vermischte ungeklärte
Abwasser in eine Anzahl übereinanderliegender, gleichsinnig ansteigender, ebenflächiger Strömungsbahnen unterteilt wird, wobei die mit Festteilchen beladenen Gasblasen entlang den Deckflächen der einzelnen Strömungsbahnen von unten schräg nach oben und vom Ende der jeweiligen Strömungsbahn nach aufwärts zu der einen Sammelstelle aufschwimmen und das geklärte Abwasser unterhalb der mit den aufschwim- menden Festteilchen versetzten Schichten und mit im wesentlichen entgegengesetzt verlaufenden Strömungsbahnen zu der andern Sammelstelle geführt wird.
Durch die erfindungsgemässe Unterteilung des zu klärenden Abwassers in eine Vielzahl übereinanderliegender Strömungsbahnen wird die Gesamtoberfläche, welche zur Klärung verfügbar wird, sehr gross. Da dieLeistung inLiter proMinute eine Flotations-Kläranlage im wesentlichen proportional der zur Flotation zur Verfügung stehenden Oberfläche ist, wird mit dem erfindungsgemässen Verfahren auf Grund der bedeutend gesteigerten Oberflächengrösse die Durchsatzmenge erheblich vergrössert, wodurch die Leistungsfähigkeit bei geringer Grundfläche und geringem Platzbedarf der Vorrichtung wesentlich gesteigert wird.
Zweckmässig erfolgt das Aufteilen des ungeklärten Abwassers in solche mehrfache übereinanderliegende Strömungsbahnen, die untereinander gleiche Höhen und Breiten aufweisen und deren Länge von der untersten Strömungsbahn nach den oberen Strömungsbahnen hin laufend abnehmen. Dadurch wird erreicht, dass die aus den einzelnen übereinanderliegenden Strömungsbahnen aufschwimmenden Festteilchen sich ge- genseitig nicht behindern.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht aus einem Hauptbehälter, der zweckmässig einen im wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist und mit einer Anzahl eingebauter, mit Abstand übereinanderliegender, gleichsinnig geneigter, zueinander parallel verlaufender Teilungsplatten ausgerüstet ist, welche flache Fächer bilden, die an ihren hoch liegenden Enden offen und an ihren tief liegenden Stirnflächen bis auf emen unteren Austrittsquerschnitt geschlossen sind. Das ungeklärte Abwasser tritt dort nahe den unteren Enden der Deckplatten durch sich über die gesamte Breite erstreckende Zufuhrleitungen zu.
Die tief liegenden Austrittsquerschnitte münden in einen Sammelraum für das Klarwasser, an dessen oberem Teil eine Ablaufleitung für das Klarwasser angeschlossen ist. Die hoch liegenden Enden der Fächer bilden zwischen den Rändern ihrer Deckplatten und der Behälterwand eine oberhalb der Deckplatte des obersten Faches endenden Sammelraum, aus welchem die Dickstoffe in einen Überlauf gelangen, an den die Abführleitung für die Dickstoffe angeschlossen ist. Zweckmässig weisen die Ränder der Deckenplatten der hoch liegenden Enden der übereinanderliegenden Fächer einen von unten nach oben wachsenden Abstand von der zugeordneten Hauptbehälterwand auf.
Für den Fall, dass eine selbsttätig kontinuierlich arbeitende Flotationsvorrichtung gewünscht ist, wird
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in weiterer Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung eine Sammelwanne mit der Zuflussleitung des ungeklärten Abwassers einerseits und dessenAbflussleitung zur Förderpumpe in den mit Leitflächen ausgerüsteten Hauptbehälter anderseits vorgesehen. Die Sammelwanne ist mit einer durch den Druck des unge- % Härten Abwassers gegebenenfalls unter Mitwirkung eines Hilfsdruckes, z. B. mittels eines Gewichtes verschliessbaren Öffnung zum Zutritt von geklärtem Abwasser ausgestattet.
Geklärtes Abwasser tritt ein, sobald auf der Gegenseite ein Unterdruck eintritt, so dass bei Störungen im Zufluss des ungeklärten Abwassers kein Abreissen der Umlaufströmung innerhalb des Flotations-Hauptbehälters eintritt. Die Sammelwanne ist zweckmässig oberhalb des mit Deckplatten versehenen Hauptbehälters angeordnet und vorzugsweise mit diesem zu einer Einheit vereinigt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert.
In der Zeichnung stellen dar : Fig. l die Seitenansicht einer aus zwei Einheiten zusammengesetzten Flotationsvorrichtung ; Fig. 2 den Längsschnitt durch eine der in Fig. l gezeichneten Einheit in grösserem Massstab ; Fig. 3 die Draufsicht auf eine Einheit ; Fig. 4 in vergrössertem Massstab den Längsschnitt gemäss Fig. 2 durch den oberen Teil der Einrichtung ; Fig. 5 eine schematische Darstellung der Einzelheiten nach Fig. 4 und Fig. 6 die Seitenansicht einer Einheit, jedoch unter Weglassung aller in den Fig. 1 - 3 dargestellten weiteren Einrichtungen.
Jede der dargestellten Flotations einheiten besteht aus einem zweckmässig oben offenenHauptbehälter 1, dem die ungeklärten Abwässer durch die Rohrleitung 2 zugeführt werden. Das Fördern des ungeklärten
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langt das, z. B. mit Luft beladene, ungeklärte Abwasser durch die Leitung 6 ins Innere des Hauptbehälters
1. Die Dickstoffpumpe 7 führt die im Haüptbehälter abgeschiedenen Dickstoffe ab.
Erfindungsgemäss sind, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, im Inneren jedes Hauptbehälters 1 eine Anzahl mit verhältnismässig geringem Abstand übereinanderliegende, gleichsinnig von links unten nach rechts oben ansteigende, im Ausführungsbeispiel parallel verlaufende Deckplatten 8 eingebaut. Diese bilden flache, breite Fächer 9. Diese sind an ihren rechten, hoch liegenden Enden offen. Am entgegengesetzten, tief liegenden Ende sind Stirnflächen 10 vorgesehen, welche die Fächer 9 bis auf einen unteren Austritts- querschnitt 11 abschliessen. Dieser Austrittsquerschnitt kann aus einer Anzahl kleiner Löcher bestehen.
DieseAustrittsquerschnittemündenineinenimHauptbehälter l von unten nach oben durchziehenden Sam- melraum 12. Jedes Fach 9 weist am unteren Ende und nahe der Deckfläche eine sich über seine gesamte
Breite erstreckende Zutrittsleitung 13 für das ungeklärte Abwasser auf. Jede Einzelleitung ist durch Ventile
14 regelbar. Am oberen Ende des Sammelraumes 12 ist ein Überlauf 15 vorgesehen, der schliesslich in ei- ne Rinne 16 führt, von der aus eine weitere Leitung 17 nach aussen abgeht. An der entgegengesetzt lie- genden Behälterseite ist ein weiterer Überlauf 18 vorgesehen. Beide Überläufe können höhenverstellbar sein und bestimmen die Steighöhe des Wasser im Behälter. Die Vorrichtung arbeitet wie folgt :
In die einzelnen Rohre 13 der Fächer 9 wird ungeklärtes Abwasser eingeführt.
Damit dieses nicht zu rasch aus den Austrittsquerschnitten 11 austritt, sind Prallflächen 19 eingebaut, die etwa parallel zu den Deckflächen der Fächer verlaufen. Entlang der schräg nach aufwärts ziehenden, als Leitflächen dienenden Deckenflächen der Fächer schwimmen die vom Gas umschlossenen bzw. mitgenommenen Festteilchen von links nach rechts und vom Rande aus nach oben auf, was durch ausgezogene Pfeile angedeutet ist. Das geklärte, durch gestrichelte Pfeile dargestellte Abwasser fliesst im wesentlichen in entgegengesetzter Richtung durch die Austrittsquerschnitte 11 in den Sammelraum 12 für das Klarwasser. Damit die aufschwimmenden Festteilchen sich gegenseitig möglichst wenig behindern, nehmen die Spalten 20 zwischen den Deckflächen der Fächer und der anschliessenden Behälterwand von unten nach oben zu.
Auf diese Weise sammeln sich auf der Wasseroberfläche bei 21 die Dickstoffe und gelangen über den Überlauf 18 in einen Sammelraum 22 und werden von da durch dieDickstoffpumpe 7 weggeschafft. Am Überlauf 15 läuft Klarwasser zuletzt in die darunterliegende Rinne 16 ab und von da über die Leitung 17 zur weiteren Verwendung.
Diese Einrichtungen sind zu einer ordnungsgemässen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ausreichend.
Im Ausführungsbeispiel ist eine Zusatzeinrichtung dargestellt, die einen wartungsfreien Betrieb ermöglicht, so dass gelegentliche Kontrollen genügen, um eine fortlaufende einwandfreie Abscheidung der Festteilchen zu gewährleisten. Diese Zusatzeinrichtung ist im wesentlichen in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Sie besteht aus einer Sammelwanne 23, die an das oberste Fach anschliesst und mit dem Hauptbehälter 1 zu einer Einheit vereinigt ist. In diesen Sammelbehälter führt die Zufuhrleitung 2 für die ungeklärten Abwässer. Die Druckpumpe 3, welche den Durchlauf des ungeklärten Abwassers durch den Haupt-
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behälter 1 besorgt, ist an diese Sammelwanne mit ihrer Saugleitung 24 angeschlossen.
Die rechte Begren- zung der Sammeiwanne ist gleichzeitig Teil des Sammelraumes 22, in welcher die Dickstoffe gesammelt und aus welcher diese durch die Dickstoffpumpe 7 abgeführt werden.
In der linken Wand der Sammelwanne ist eine mit einer in diese hinein aufschwenkbaren Klappe 25 verschliessbare Öffnung vorgesehen. Diese führt in einen Behälter 26, der einen Teil des Raumes bis zur Ab- schlusswand des Klarwassersammelraumes 12 ausfüllt. Dieser Behälter 26 überbrückt einen Teil der sich über die gesamte Behälterbreite erstreckenden Auffangrinne 16 für das Klarwasser, das aus dieser durch die
Leitung 17 abfliesst bzw. herausgepumpt werden kann. In den Behälter 26 fliesst das Klarwasser über den Überlauf 15 ein. In der Darstellung in Fig. 4 und 5 ist die Einstellvorrichtung für den Überlauf 15 durch ein
Stellhandrad 27 dargestellt.
Das über die Überlaufkante 15 in den Behälter 26 einlaufende Klarwasser ge- langt über die beidenSeitenwände28in 28 in die Rinne 16, solange die Klappe 25 geschlossen ist. Die Schliess- stellung wird einerseits durch den Flüssigkeitsdruck des ungeklärten Abwassers in der Sammelwanne 23, ge- gebenenfalls unterstützt durch ein Zusatzgewicht 29, geschlossen gehalten. Sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der Sammelwanne 23 zu weit ab, was dann eintritt, wenn die Zufuhr von ungeklärtem Abwasser aus irgend einem Grunde unzulässig gering wird oder ganz ausbleibt, so öffnet sich unter dem nunmehr grösseren
Flüssigkeitsdruck im Behälter 26 die Verschlussklappe 25 und es strömt Klarwasser in den Sammelbehälter
23. Diesen Zeitpunkt zeigt Fig. 5.
Dadurch wird erreicht, dass die Druckpumpe 3 stets kontinuierlich för- dern kann und die Strömung innerhalb des Hauptbehälters 1 nicht abreisst, auch wenn keine ungeklärten
Abwässer mehr ausströmen.
Fig. 6 zeigt eine an einer Seitenwand des Hauptbehälters 1 vorgesehene Schauöffnung in Form einer
Tür 30, die aus Panzerglas od. dgl. durchsichtigen Werkstoffen besteht. Diese gestattet die Beobachtung jeder einzelnen Strömungsbahn im Betrieb, so dass etwa eintretende Störungen sofort erkannt und abgestellt werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Reinigen der ungeklärtenAbwässer inPapier-, Zellstoff-und ähnlichen Industrien, bei welchem die ungeklärten Abwässer mit Gas, insbesondere Druckluft vermischt werden und die mit Festteilchen beladenen Gasblasen getrennt von dem in umgekehrter Richtung abfliessenden geklärten Ab- wasser zu unterschiedlichen Sammelstellen hochschwimmen bzw.
geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Gas vermischte, ungeklärte Abwasser in eine Anzahl übereinanderliegender, gleichsinnig ansteigender, ebenflächiger Strömungsbahnen unterteilt wird, wobei die mit Festteilchen beladenen Gasblasen entlang den Deckflächen der einzelnen Strömungsbahnen von unten schräg nach oben und vom Ende der jeweiligen Strömungsbahn nach aufwärts zu der einen Sammelstelle aufschwimmen und das geklärte Abwasser unterhalb der mit den aufschwimmenden Festteilchen versetzten Schichten und mit im wesentlichen entgegengesetzt verlaufenden Strömungsbahnen zu der andern Sammelstelle geführt wird.