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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abscheiden von Sand aus mit Sand und organischen Stoffen beladenem Abwasser, das aus einem mit einem Überlauf für organische Stoffe versehenen Sandfang zu einem Sandwäscher geleitet und dort in eine Umlaufstromung versetzt wird, In der die organischen Stoffe nach oben zu einem Überlauf bewegt werden, während der Sand nach unten absinkt und ausgetragen wird, sowie auf eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Um bel Anlagen zur Abwasser- und Schlammbehandlung Betriebsstörungen durch Sandbelastungen zu vermeiden, wird der mit dem Abwasser anfallende Sand in einem Sandfang abgeschieden, der mit einem Überlauf für die faulfähigen, organischen Stoffe versehen ist, die zufolge einer im Sandfang erzwungenen
Umwälzströmung über den Überlauf ausgetragen werden, während sich die Sandkörner absetzen. Der sich in Sandfängern absetzende Sand ist allerdings noch mit organischen Stoffen versetzt, weil der Sandfang eine möglichst vollständige Entsandung sicherstellen soll, nicht aber auf die Gewinnung reiner Sande ausgelegt ist.
Aus diesem Grunde wird dem Sandfang ein Sandwäscher nachgeordnet, der üblicherweise aus einem stehenden Behälter besteht, der oben einen Überlauf für das mit organischen Stoffen belastete Abwasser bildet und an den unten ein Austragsförderer für den sich im Bereich des Behälterbodens absetzenden Sand angeschlossen ist. Da der Sandwäscher im Gegensatz zu einem Sandfang auf die Gewinnung reiner Sande ausgelegt ist, gelingt es, die aus dem Sandwäscher ausgetragenen Sande beispielsweise als Baumaterial einzusetzen, so dass die Menge des aus dem Sandwäscher anfallenden, üblicherweise zu deponierenden Schlammes, der sich aus den abgeschiedenen organischen Stoffen und dem mit diesen Faulstoffen ausgeschwemmten Feinsand zusammensetzt, entsprechend verringert wird.
Nachteilig bei diesen bekannten Anlagen ist allerdings, dass wegen der Belastung der organischen Stoffe mit einem Feinsandrest das aus dem Sandwäscher anfallende Schlammgut kaum weiterbehandelt werden kann, ohne Betriebsstörungen in Kauf zu nehmen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abscheiden von Sand aus mit Sand und organischen Stoffen beladenem Abwasser der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass ein möglichst weitgehender biologischer Aufschluss der aus dem Abwasser abgeschiedenen organischen Stoffe erzielt werden kann, ohne Betriebsstörungen durch eine unzulässige Sandbelastung befürchten zu müssen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die aus dem Sandwäscher abfliessenden organischen Stoffe zerkleinert und mit dem Überlaufwasserwieder dem Sandfang zugeführt werden.
Durch das Zuführen der dem Sandwäscher entnommenen organischen Stoffe zum Sandfang wird die vorteilhafte Möglichkeit geschaffen, diese organischen Stoffe aus dem Abwasser ohne Sandbelastung auszuscheiden, um einen weitgehenden biologischen Aufschluss der faulfähigen Stoffe zu erreichen. Diese Rückführung der mit Feinsand belasteten, anorganischen Stoffe zum Sandfang ist allerdings an die Bedingung einer ausreichenden Zerkleinerung dieser organischen Stoffe geknüpft, weil nur dann eine Ablagerung der faulfähigen Stoffe mit dem Sand und damit eine sich stetig vergrössernde Konzentration an organischen Stoffen im Abwasser verhindert werden kann.
In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass organische Stoffe grösseren Durchmessers trotz des niedrigeren spezifischen Gewichtes eine höhere Sinkgeschwindigkeit als Feinsande im Abwasser haben können, weil die Sinkgeschwindigkeit nicht nur mit dem spezifischen Gewicht, sondern auch mit dem Durchmesser des Kornes zunimmt. Ausserdem wird durch das Zerkleinern der organischen Stoffe deren Struktur teilweise aufgebrochen, so dass ein anschliessender biologischer Aufschluss vorteilhaft ablaufen kann. Diese Bedingungen werden gut erfüllt, wenn durch die Zerkleinerung der organischen Stoffe zumindest bei 90 % der Teilchen der mittlere Korndurchmesser kleiner als 0, 2 mm ist.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann von einer Anlage mit einem einen Überlauf für organische Stoffe aufweisenden Sandfang und mit einem an den Sandfang angeschlossenen Sandwäscher ausgegangen werden, der aus einem Behälter mit einem Überlauf für das Abwasser und mit einem Austragsförderer für den sich absetzenden Sand besteht. Eine solche Anlage muss erfindungsgemäss dadurch erweitert werden, dass an den Überlauf des Sandwäschers eine Zerklelnerungseinnchtung für organische Stoffe anschliesst, deren Austragsleitung mit dem Sandfang verbunden ist.
Die mit dem Überlaufwasser aus dem Sandwäscher ausgeschwemmten Stoffe werden in der Zerklelnerungseinnchtung entsprechend zermahlen, um in den Sandfang mit einem mittleren Korndurchmesser zurückgefördert zu werden, der ein Aufschwimmen der zerkleinerten organischen Stoffe und damit ein Abscheiden aus dem Sandfang gewährleistet.
Die Zerklelnerungseinnchtung kann unterschiedlich aufgebaut sein, wenn sie eine ausreichende Zerkleinerung der organischen Stoffe erlaubt. Besonders vorteilhafte Zerkleinerungsbedingungen können in weiterer Ausbildung der Erfindung mit einer Zerkleinerungseinrichtung erhalten werden, die wenigstens ein in eine Strömungsdurchtrittsöffnung eines Gehäuses eingesetztes, antreibbares Schneidrad aufweist, dessen über den Umfang verteilte Schneidzähne mit Gegenschneiden im Bereich der Strömungsdurchtrittsöffnung zusammenwirken, so dass die mit dem Überlaufwasser aus dem Sandwäscher angeförderten Feststoffe mit
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Hilfe des Schneid rades zerkleinert werden.
Um das Schneidgut sicher erfassen zu können, kann sich die Strömungsdurchtnttsöffnung des Gehäuses in Strömungsnchtung unter Freilassung lediglich eines Laufspaltes auf den Aussendurchmesser des Schneidrades tnchterartig verjüngen. Diese trichterartige Verjüngung der Strömungsdurchtrittsöffnung unterstützt das Erfassen des Schneidgutes durch die Zähne, denen das Schneidgut somit nicht nur axial, sondern auch von der Umfangsseite her zugeführt werden kann. Dem gleichen Zweck dient die Massnahme, die Höhe der Schneidzähne des Schneidrades in Strömungsrichtung zu verringern, so dass sich auch der freie Querschnitt der Zahnlücken In Strömungsrichtung vermindert. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass der kleinste Querschnitt der Zahnlücken die maximale Korngrösse bestimmt.
Damit die organischen Teilchen, die vom Schneidrad erfasst werden, sicher durch die Zahnlücken axial durchgefördert werden, können die Schneidzähne des Schneidrades Im Sinne einer Förderwirkung in Strömungsnchtung geneigt verlaufen. Im allgemeinen wird jedoch mit einem einzigen Schneidrad nicht das Auslangen gefunden werden können, um die notwendige Mahlfeinheit zu erreichen. Aus diesem Grunde
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oder mehrstufige Zerkleinerungseinrichtung,axial hintereinander aufweist, von denen das In Strömungsrichtung jeweils nachgeordnete Schneidrad eine grössere Anzahl an Schneidzähnen besitzt, woraus geringere Durchtnttsquerschnitte im Bereich der Zahnlücken resultieren. Eine zweistufige Zerkleinerungseinrichtung dieser Art hat sich in der Praxis hervorragend bewährt.
In der Abwassertechnik kommunaler Kläranlagen Ist mit einem stosswetsen Abwasseranfa ! ! zu rechnen Um die Zerkleinerungseinrichtung nicht auf diesen übermässigen Abwasseranfall auslegen zu müssen, kann mit Abstand oberhalb des bzw. der mit vertikaler Achse angeordneten Schneidrades bzw Schneidräder Im Gehäuse ein Überlauf vorgesehen sein, über den Überschusswasser unter Umgehung der Zerkleinerungseinnchtung unmittelbar In den Sandfang zurückgeleitetwerden kann. Dies spielt für die Funktion der Abschel- dung organischer Stoffe keine besondere Rolle, weil die damit verbundene Konzentrierung der organischen Stoffe während des Anfalles geringerer Abwassermengen wieder abgebaut wird.
Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemässe Verfahren näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Anlage zum Abscheiden von Sand aus mit Sand und organischen
Stoffen beladenem Abwasser In einem schematischen Blockschaltbild,
Fig. 2 die ZerkleInerungseinrichtung In einem Axialschnitt und
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-111 der Fig. 2 in einem grösseren Massstab.
Die dargestellte Anlage zum Abscheiden von Sand aus mit Sand und organischen Stoffen beladenem Abwasser besteht gemäss der Fig. 1 im wesentlichen aus einem herkömmlichen Sandfang 1 dem das mit Sand und organischen Stoffen beladene Abwasser über eine Zulauf 2 zugeführt wird, und aus einem an den Sandfang 1 angeschlossenen Sandwäscher 3, dessen Überlauf 4 über eine angeschlossene Zerkleinerung- einrichtung 5 wieder mit dem Sandfang 1 verbunden ist. Der Sandfang 1, In dem das über den Zulauf 2
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von eingeblasenerweist einen Überlauf 6 für organische Stoffe auf, die zum Abbau einem biologischen Aufschluss zugeführt werden.
Da der Sandfang 1 so ausgelegt wird, dass über den Überlauf 6 organische Stoffe ohne Belastung durch Feinsand ausgetragen werden, setzt sich Im Sandfang 1 neben dem Sand auch ein Anteil an organischen Stoffen ab, von denen der Sand befreit werden muss, wenn er ohne Umweltbelastung
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In der Flg 1 Ist der Sammelbehälter für den ausgetragenen, reinen Sand mit 9 bezeichnet.
Die mit dem Überlaufwasser aus dem Behälter 3 ausgeschwemmten organischen Stoffe gelangen über eine Einlaufleitung 10 in den Zerkleinerer 5, wo sie auf eine vorgegebene Mindestgrösse zermahlen werden, um anschliessend über die Austragsleitung 11 wieder dem Sandfang 1 zugepumpt zu werden. Wegen der Auslegung des Sandwäschers 3 zur Gewinnung von möglichst reinem Sand ist eine Feinsandbeiastung der ausgeschwemmten organischen Stofffe unausweichlich.
Diese Feinsandbelastung spielt jedoch für die Welterbehandlung der ausgeschwemmten organischen Stoffe keine Rolle, weil die zerkleinerten organischen Stoffe mit der Sandbelastung und dem Überlaufwasser in den Sandfang 1 eingespeist werden, In dem die erforderliche Trennung vom Feinsandanteil erfolgt, weil die aus dem Sandwäscher 3 rückgeführten organischen Schadstoffe aufgrund Ihres genngen Durchmessers eine für die sichere Abscheidung ausreichend niedrigere S) nkgeschwindigkeit als die Feinsandkörner haben.
Gemäss den Fig. 2 und 3 weist die Zerkleinerungseinrichtung 5 ein Gehäuse 12 auf, in dem zwei auf einer gemeinsamen Antriebswelle 13 sitzende Schneidräder 14 und 15 gelagert sind, die jeweils in eine vom Gehäuse 12 gebildete Strömungsdurchtrittsöffnung 16 eingreifen. Diese Strömungsdurchtrittsöffnun-
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gen 16 verjüngen sich in Strömungsnchtung tnchterförmig, so dass diese Strömungsdurchtrittsöffnungen 16 austrittsseitig bis auf einen Laufspalt an die Schneidräder 14 und 15 heranreichen Die Lücken zwischen den Schneidzähnen 17 bzw. 18 der Schneidräder 14 bzw. 15 bestimmen somit die maximale Korngrösse für die die Zerkleinerungseinrichtung 5 durchsetzenden Feststoffe.
Die Schneidzähne 17 und 18 wirken mit Gegenschneiden 19 im Bereich der Strömungsdurchtnttsöffnungen 16 zusammen, wobei das von den Schneidzähnen 17 und 18 erfasste Schneidgut gegen die Gegenschneiden 19 gedrückt wird. Die Zahnhöhe nimmt in Strömungsnchtung ab, was zu einer entsprechenden Verringerung der freien Querschnittsfläche der Zahnlücken führt. Das Schneidgut kann daher von den Schneidrädern 14 und 15 besser erfasst werden, zumal auch die tnchterförmlge Ausbildung der Strömungsdurchtrittsöffnungen 16 ein Zuführen des Schneidgutes zu den Schneidzähnen unterstützt.
Das Im Bereich des Schneidrades 14 vorzerkleinert Schneidgut wird im Bereich des Schneidrades 15, das gegenüber dem Schneidrad 14 eine wesentlich grössere Zähnezahl aufweist, auf die gewünschte Feinheit zerkleinert. Die geneigte Ausrichtung der Schneidzähne 17 und 18 bedingt bei der gegebenen Umlaufrichtung eine Förderwirkung in Strömungsrichtung auf das Schneidgut, das somit sicher durch die Zerkleinerungseinrichtung 5 gefördert werden kann. Die für das Schneidrad 15 In der Fig. 3 gewählte Zähnezahl Ist gegenüber der erforderlichen Anzahl verringert worden, um eine übersichtlichere Zahndarstellung zu erhalten. Zum Antneb der Schneidräder 14 und 15 dient ein Getnebemotor, der in der Fig. 1 mit 20 bezeichnet ist.
Aus der Fig. 2 lässt sich entnehmen, dass der die Schneidräder 14 und 15 aufnehmende Gehäuseteil 12a einen Überlauf 21 mit Abstand oberhalb des zulaufseitigen Schneidrades 14 bildet, der unter Umgehung der Schneidräder 14 und 15 In die Austragsleitung 11 mündet. Dieser Überlauf 21 hat den Zweck, bel einem übermässigen Abwasseranfall einen Abwasseranteil unmittelbar in den Sandfang 1 zurückzuführen, und zwar ohne Zerkleinerung der In ihm enthaltenen organischen Stoffe, um eine Überlastung der Zerkleinerungeinrichtung 5 zu vermeiden.