AT511542B1 - Vorrichtung zur abtrennung von gasen aus einer suspension - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension, umfassend einen Reaktor (2) mit zumindest einem Abwasserzulauf (7) und zumindest einem Klarwasserablauf (8) sowie einem Gasabzug (9), einem Rücklaufschlamm-Ablauf(10) und einem Rücklaufschlamm-Zulauf (11), weiterhin umfassend ein in seinem Reaktorinnenraum (6) in einer Durchmischungszone (13) angeordnetes Umwälzrührwerk (17), das an einer Rührwerkswelle (18) befestigt ist, wobei im Reaktorinnenraum (6) eine Schlammabsetzzone (15) durch zumindest eine Trennfolie (21) zumindest abschnittsweise von der Durchmischungszone (13) abgetrennt ist.

Description

Beschreibung

VORRICHTUNG ZUR ABTRENNUNG VON GASEN AUS EINER SUSPENSION

[0001] Die Erf indung betrifft eine Vorrichtung zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Weiters werden Varianten eines Verfahrens zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension unter Zuhilfenahme einer erfin-dungsgemäßen Vorrichtung sowie bevorzugte Verwendungen der Vorrichtung angegeben.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Ausführungen von Vorrichtungen zur Abtrennung von Gasen aus Suspensionen bekannt. Derartige Vorrichtungen werden beispiels-weise bei der anaeroben Abwasserbehandlung eingesetzt, um Biogas aus einer Bioschlamm enthaltenden Abwassersuspension abzutrennen. WO 96/32177 zeigt beispielsweise einen Schrägplattenabscheider, bei dem mehrere Abscheiderplatten jeweils parallel zueinander an-geordnet sind. Die Abscheiderplatten weisen dabei ein kerbenartiges, V-förmiges Profil auf und sind in der Vorrichtung schräg zum Niveau des Fliissigkeitsspiegels angeordnet. Am Boden der Vorrichtung zugeführtes Fluid fließt schräg nach oben, wobei sich darin enthaltene Gasblasen in den Kanten der V-förmigen Profile sammeln und das eingefangene Gas aus der Ablage-rungskammer abgeleitet wird. Die Gasableiteeinrichtung umfasst weiters eine Sammelkappe, welche sich im Wesentlichen horizontal durch die Kanten der V-förmigen Abscheiderplatten erstreckt und die unterhalb des Wasserniveaus angeordnet ist.

[0003] Nachteilig an dieser Ausfiihrung ist, dass die Herstellung sowie Befestigung der mehre-ren profilierten Abscheiderplatten mit jeweils gleichem Plattenabstand, die von einer Sammelkappe durchdrungen werden, aufwendig ist. Weiters ist von Nachteil, dass es bei hohen Schlammfrachten zu einem Verblocken der Zwischenräume zwischen den starren Abscheiderplatten kommt. Die verblockten Zwischenräume der Abscheiderplatten miissen durch Einblasen von Gas gereinigt werden. Dies hat allerdings den Nachteil, dass während des Einblasens von Gas ein unerwünscht hoher Feststoffanteil aus dem Reaktor ausgetrieben wird. Eine Kontrolle, ob die Reinigung der verblockten schrägen Abscheiderplatten ausreichend war, ist aufgrund des geschlossenen Systems nicht möglich, was einen weiteren Nachteil dieser Ausfiihrung darstellt. Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension bereitzustellen, die die geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

[0004] Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteranspriiche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0005] Besonders vorteilhaft ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension, umfassend einen Reaktor mit zumindest einem Abwasserzulauf und zumindest einem Klarwasserablauf sowie einem Gasabzug, einem Riicklaufschlamm-Ablauf und einem Rücklaufschlamm-Zulauf, weiterhin umfassend ein in seinem Reaktorinnen-raum in einer Durchmischungszone angeordnetes Umwälzrührwerk, welches an einer Riihr-werkswelle befestigt ist, dass im Reaktorinnenraum eine Schlammabsetzzone durch zumindest eine Trennfolie zumindest abschnittsweise von der Durchmischungszone abgetrennt ist.

[0006] Vorteilhaft ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Innenraum des Reaktors in mehrere Zonen eingeteilt. Am Boden des Reaktors befindet sich die Durchmischungszone, in die das Umwälzrührwerk ragt und die im Wesentlichen bis zum Niveau eines Basisumfangs der Trennfolie reicht. Beispielsweise gelangt mit Gas und Schlamm beladenes Abwasser im unteren Abschnitt der Durchmischungszone in die Vorrichtung. Darüber bildet sich im Betrieb, also bei eingeschaltetem Umwälzrührwerk, eine sogenannte Trennzone aus, in der einerseits Gas und geklärte Flüssigkeit nach oben aufsteigen und es zu einem ersten schwerkraftbedingten Abset-zen von Schlamm zurück in die darunterliegende Durchmischungszone kommt.

[0007] Die zumindest eine Trennfolie verhindert dabei unerwünschte Kurzschlussströmungen Oder Vermischungen zwischen der Durchmischungszone bzw. der Trennzone einerseits und der vorzugsweise oberhalb der Trennfolie befindlichen Schlammabsetzzone andererseits. In der Schlammabsetzzone kommt es zu einem weiteren Absetzen von bereits entgastem Schlamm. Am Kopf des Reaktorinnenraums, also sowohl oberhalb der Trennfolie, als auch oberhalb der Schlammabsetzzone, befindet sich der Gasraum, der mit einem Gasabzug versehen ist.

[0008] Als Trennfolie wird ein bewegliches, reißfestes Material verwendet, das ein- Oder mehr-lagig ausgeführt sein kann. Als Trennfolie wird vorzugsweise eine Kunststofffolie verwendet. Ebenso können im Rahmen der Erf indung auch Trennfolien aus anderen, reißfesten Materialien verwendet werden. Weiters ist es im Rahmen der Erfindung möglich, mehrere Trennfolien parallel zueinander Oder unter einem Winkel zueinander und/oder einander zumindest teilweise iiberlappend zur Abtrennung der Schlammabsetzzone von der Durchmischungszone anzuord-nen.

[0009] Der Reaktor kann je nach Anwendungsfall aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Beispielsweise kann der Reaktor aus einem an seiner Innenseite mit Kunststoff beschich-teten Beton gefertigt sein. Ebenso ist es denkbar, einen Reaktor aus Stahl, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, Oder aus einem an seiner Innenseite mit Email beschichteten Stahl, herzustel-len. Weiters ist die Verwendung von Verbundwerkstoffen zur Herstellung der Reaktorhülle denkbar.

[0010] Besonders zweckmäßig ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schlammabsetzzone im Reaktorinnenraum oberhalb der zumindest einen Trennfolie angeordnet.

[0011] Vorteilhaft ist bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung die zumindest eine Trennfolie im Reaktorinnenraum im Wesentlichen trichterförmig angeordnet, wobei eine einen kleineren freien Querschnitt bildende Trennfolienöffnung gegenüber einem Basisumfang urn eine Trich-terhöhe erhöht angeordnet ist.

[0012] Die zumindest eine trichterförmige Trennfolie ist im Reaktorinnenraum so befestigt, dass sie sich von ihrem Basisumfang in Richtung zur Trennfolienöffnung nach oben hin verjüngt.

[0013] Bei einem Reaktor, der im Wesentlichen zylinderförmig gestaltet ist, weist die Trennfolie somit bevorzugt etwa die Form eines Kegelmantels bzw. Kegelstumpfmantels auf. In einer Ausführung mit mehreren Trennfolien können diese beispielsweise als konzentrische Kegel bzw. Kegelstiimpfe angeordnet sein.

[0014] Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, einen Reaktor mit einem elliptischen Oder polygonalen Querschnitt einzusetzen. Zweckmäßig sind die Trennfolien in diesen Fallen jeweils an die individuelle Querschnittsgeometrie des Reaktors angepasst.

[0015] Die Trennfolie ist in Bezug auf eine Längsachse des Reaktors unter einem Winkel zwi-schen 30° und 80°, vorzugsweise zwischen 40°und 70°, geneigt.

[0016] Zweckmäßig grenzt bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Basisumfang der trichterförmigen Trennfolie zumindest abschnittsweise an einen Wandumfang des Reaktorinnenraums an.

[0017] Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass der Basisumfang der Trennfolie an den Wandumfang des Reaktorinnenraums angrenzt und somit Kurzschlussströmungen zwischen der Durchmischungszone und der Schlammabsetzzone oberhalb der Trennfolie vermieden werden. Eine Behinderung der Sedimentation des Schlamms durch aufsteigende Gasblasen Oder Strömungsturbulenzen in der Schlammabsetzzone wird somit zuverlässig verhindert. Die Schlammsedimentation in der Schlammabsetzzone wird durch die Trennfolie, die bis an den Wandumfang des Reaktors reicht, deutlich verbessert und die Abscheiderleistung der erfin-dungsgemäßen Vorrichtung wird vorteilhaft erhöht.

[0018] Im Fall eines zylinderförmigen Reaktors mit kreisförmigem Querschnitt kann der Basisumfang der Trennfolie beispielsweise mit einem Befestigungsring zur Befestigung am Wandumfang des Reaktorinnenraums versehen sein.

[0019] In einer besonders zweckmäßigen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Trennfolienöffnung der Trennfolie in Bezug auf die Schlammabsetzzone in Längsachsen-richtung erhöht befestigt.

[0020] Das Niveau der Trennfolienöffnung ist dabei um eine Überlaufhöhe iiber dem Flüssig-keitsniveau der Schlammabsetzzone erhöht. Die Trennfolienöffnung ist vorzugsweise als im Wesentlichen ringförmiges, horizontales Llberlaufwehr gestaltet und dient sowohl der Riihr-werkswellendurchführung, als Llberlaufwehr fiir die iiberlaufende Suspension, als auch als Entgasungsschwelle für das aufsteigende Gas.

[0021] Zweckmäßig trennt bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung die Trennfolie ein aus der Durchmischungszone entlang einer ersten, unteren Trennfolienseite aufsteigendes Gas-Sus-pensions-Gemisch von dem in der Schlammabsetzzone entlang einer zweiten, oberen Trennfolienseite in entgegengesetzter Richtung absinkenden Schlamm.

[0022] Aus der Durchmischungszone bzw. aus der Trennzone aufsteigender Schlamm, der die Trennfolienöffnung passiert, läuft über und gelangt an die Oberseite der schräg nach unten geneigten Trennfolie. Aufsteigendes Gas wird dabei freigesetzt und gelangt durch die Trennfo-lienöffnung hindurch in den Gasraum am Kopf des Reaktors. Die iiberlaufende Suspension gleitet entlang der schrägen Oberseite der Trennfolie, welche wie eine Entgasungsfläche wirkt, um eine Überlaufhöhe schräg nach unten, bevor sie den Fliissigkeitsspiegel der Schlammabsetzzone erreicht und in den Bulk der Schlammabsetzzone eintaucht. Beim direkten Kontakt mit dem Gasraum während des Abgleitens entlang der schrägen Entgasungsfläche wird die iiberlaufende Suspension vom noch im Schlamm vorhandenen Gas befreit.

[0023] In einer bevorzugten Ausfiihrung der Erfindung ist bei einer Vorrichtung die Trennfolie durch aufsteigende Gasblasen bewegbar.

[0024] Die Trennfolie, die aus einem reißfesten sowie beweglichen Material, beispielsweise aus einer Kunststofffolie, hergestellt ist, wird dabei durch die an ihrer Unterseite aufsteigenden Gasblasen in Bewegung versetzt. Im Betrieb vibriert die Kunststofffolie aufgrund der Gasblasen, die sich beim Aufsteigen an der Unterseite der Trennfolie sammeln und dabei auch vergrößern. Durch die Bewegung wird weiters der Schlammtransport an der Oberseite der Trennfolie deut-lich verbessert. An der Oberseite der Trennfolie anhaftender Schlamm wird somit zuverlässig vermieden. Der Schlamm wird an der Oberseite der Trennfolie kontinuierlich nach unten in die Schlammabsetzzone befördert. Vorteilhaft wird die vibrierende Bewegung der Trennfolie aus-schließlich durch die Gasbewegung der an der Trennfolienunterseite gesammelten Gasblasen hervorgerufen und erfolgt somit antriebslos.

[0025] Vorteilhaft ist bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung im Reaktorinnenraum entlang des Wandumfangs eine im Wesentlichen horizontal umlaufende Klarwasserablaufrinne niveau-gleich mit dem zumindest einen Klarwasserablauf angeordnet.

[0026] Weiters ist in einer zweckmäßigen Ausfiihrung der Vorrichtung die Klarwasserablaufrinne mit einem Llberlaufwehr versehen.

[0027] In einer Weiterbildung der Erfindung ist bei einer Vorrichtung das Llberlaufwehr zacken-förmig gestaltet sowie mit einer Schwimmschlammriickhaltung ausgestattet. Die Schwimm-schlammriickhaltung ist dabei beispielsweise in Form einer Tauchwand ausgeführt.

[0028] Zweckmäßig ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Rücklauf-Schlammablauf in der Schlammabsetzzone im Wesentlichen niveaugleich mit dem Basisumfang der trichterför-migen Trennfolie angeordnet. Somit wird der Schlammablauf am tiefsten Punkt der Schlammabsetzzone abgezogen.

[0029] Vorteilhaft ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung das Umwälzrührwerk als Hyper-boloid-Rührwerk ausgeführt.

[0030] Bei einem Hyperboloid-Rührwerk handelt es sich um ein Vertikalrührwerk mit einem bodennah eingebauten, hyperboloidförmigen Rührkörper. Ein solches Rührwerk ist besonders zur effizienten und schonenden Durchmischung von Suspensionen bei zugleich höchstmögli-chen Umwälzraten geeignet. Vorteilhaft sind die Energiekosten zum Betrieb eines Hyperboloid- Rührwerks niedrig. Zweckmäßig ist der Rührwerksantrieb des Hyperboloid-Rührwerks mit ei-nem Drehzahlregler versehen.

[0031] In einer besonders zweckmäßigen Ausführung der Erfindung sind bei einer Vorrichtung zwei oder mehrere Abwasserzuläufe gleichmäßig über den Umfang des Reaktors verteilt sowie im Wesentlichen niveaugleich mit der Unterkante des Umwälzrührwerks angeordnet.

[0032] Vorteilhaft wird durch die zumindest zwei Abwasserzuläufe bei einer hohen Umwälzrate des Rührwerks ein vergleichsmäßiger, besonders geringer Konzentrationsgradient im Abwas-serzulauf in der Durchmischungszone des Reaktors gewährleistet.

[0033] Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zweckmäßig der Rücklaufschlamm-Zulauf mit einer Flockungshilfsmittel-Dosiervorrichtung versehen.

[0034] Besonders vorteilhaft ist bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung die Riihrwerkswelle mit einem Schlammbegrenzungsriihrwerk versehen, wobei das Schlammbegrenzungsriihrwerk unterhalb des Basisumfangs der Trennfolie angeordnet ist.

[0035] Im Betrieb wird durch das Schlammbegrenzungsriihrwerk die Höhe der Durchmischungszone begrenzt. Eine Kontaktschlammzone, in der sedimentierter Schlamm in den frisch dem Reaktor zugefiihrten Schlamm wiedereingemischt wird, befindet sich unterhalb des Schlammbegrenzungsriihrwerks. Das Schlammbegrenzungsriihrwerk kann sowohl direkt an der Riihrwerkswelle des Umwälzrührwerks befestigt und mit diesem bewegungsmäßig gekoppelt sein, als auch mittels eines Getriebes vom Umwälzrührwerk getrennt steuerbar sein. Im Rah-men der Erfindung ist es ebenso denkbar, das Schlammbegrenzungsriihrwerk mit einem vom Umwälzrührwerk unabhängigen eigenen Riihrwerksantrieb auszustatten.

[0036] Insbesondere bei einem Reaktor zur anaeroben Abwasserbehandlung ist es erforderlich, class sämtliche Riihrerwellen im Bereich der Wanddurchfiihrungen durch die Reaktorwand iiber gasdichte inertisierbare Wellenabdichtungen verfiigen.

[0037] In einer Weiterbildung der Erfindung sind bei einer Vorrichtung am Umfang des Reaktors mehrere in Längsachsenrichtung voneinander beabstandete Schlammbeprobungsvorrichtungen zur Probenentnahme vorgesehen.

[0038] Zweckmäßig befinden sich die Schlammbeprobungsvorrichtungen auf jeweils unter-schiedlichen Niveaus des Reaktors und sind beispielsweise als automatische Schlammbeprobungsvorrichtungen ausgestattet.

[0039] In einer bevorzugten Ausfiihrung der Erfindung sind bei einer Vorrichtung die von den Schlammbeprobungsvorrichtungen entnommenen Proben einer Feststoffkonzentrationsmess-einrichtung und/oder einer pH-Wert-Messeinrichtung und/oder einer Temperaturmesseinrich-tung und/oder einer Druck-Messeinrichtung und/oder einer Analyseneinrichtung zuführbar.

[0040] Neben den zuvor beschriebenen Parametern wie pH-Wert, Temperatur oder Druck können erforderlichenfalls mit einer oder mehreren Analyseneinrichtungen weitere relevante Betriebsparameter erfasst werden. So kann es beispielsweise bei der Verwendung der erfin-dungsgemäßen Vorrichtung zur anaeroben Reinigung industrieller Abwässer erforderlich sein, den Sulfidgehalt des Abwassers im Zu- und Ablauf des Reaktors zu messen. Als Analyseneinrichtung sind jegliche Analysengeräte denkbar, die für eine begleitende Prozessanalytik wäh-rend des Betriebs des Reaktors zur Reinigung und Abtrennung von Gasen aus einer Suspension prinzipiell denkbar sind.

[0041] Bei einer vorteilhaften Variante eines Verfahrens zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension mit einer Vorrichtung werden Messsignale der Feststoffkonzentrationsmesseinrich-tung und/oder der pH-Wert-Messeinrichtung und/oder der Temperaturmesseinrichtung und/oder der Druck-Messeinrichtung und/oder der Analyseneinrichtung einer Steuerungseinheit insbesondere zur Justierung eines Schlammspiegels zugefiihrt, wobei von der Steuerungseinheit Messsignale in Steuersignale zum Steuern zumindest eines Schlammabzugsventils und/oder zum Steuern einer Flockungshilfsmittel-Dosiervorrichtung und/oder zum Steuern der Umdre-hungszahl der Rührwerkswelle umgerechnet werden.

[0042] Zur Justierung des Schlammspiegels in der Durchmischungszone können je nach Reini-gungsaufgabe unterschiedliche Steuerungsmechanismen eingesetzt werden. So kann es bei-spielsweise ausreichend sein, bei einem Anstieg des Schlammspiegels im Reaktor ein Schlammabzugsventil zu öffnen Oder die Umdrehungszahl des Umwälzrührwerks zu justieren. Weiters kann es erforderlich sein, Flockungshilfsmittel und/oder Hilfschemikalien wie Flo-ckungshilfsmittel Oder Schaumzerstörer dem Abwasser im Reaktor zuzusetzen, urn ein verbes-sertes Reinigungsergebnis zu erzielen.

[0043] In einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung werden bei einem Verfahren zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Mess-signale einer Feststoffüberwachungseinrichtung im Klarwasserablauf von einer Steuerungsein-heit in Steuersignale zum Steuern der Umdrehungszahl der Riihrwerkswelle umgerechnet.

[0044] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit zur anaeroben und/oder aeroben Reini-gung eines Abwassers und/oder zur Trennung von Fällungsniederschlägen verwendbar.

[0045] Je nach Bedarf kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung somit zur Reinigung eines Abwasser ausgewählt aus der Gruppe: Sulfidhaltiges Abwasser, Abwasser aus der Lebensmit-telverarbeitenden Industrie, Abwasser aus der Erdölverarbeitenden Industrie, Abwasser aus der Zellstoffindustrie eingesetzt werden.

[0046] Als Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitenden Industrie werden beispielhaft Braue-reiabwässer genannt, für deren Reinigung die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders vorteilhaft ist.

[0047] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird daher bevorzugt zur Reinigung all jener Abwas-serströme aus Industrie und Gewerbe eingesetzt, welche einen erhöhten Chemischen Sauer-stoff-Bedarf (CSB), also einen erhöhten Anteil an chemisch oxidierbaren Stoffen, aufweisen und meist anaerob gereinigt werden können. So wird die Vorrichtung besonders vorteilhaft bei der anaeroben Abwasserbehandlung zur Sulfatreduzierung verwendet.

[0048] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach-folgenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausfiihrungsbeispiels. In der Zeichnung wird in einer Schnittansicht im Aufriss eine erfindungsgemäße Ausführungsva-riante einer Vorrichtung 1 zur anaeroben Reinigung eines industriellen Abwassers gezeigt.

[0049] Die Vorrichtung 1 umfasst einen Reaktor 2, der hier im Wesentlichen zylinderförmig gestaltet ist. Der Reaktor 2 weist einen Durchmesser 3, eine Höhe 4 sowie eine Längsachse 5 auf und begrenzt einen Reaktorinnenraum 6. Der Reaktor 2 ist hier aus einem innenseitig mit Kunststoff beschichteten Beton gefertigt. Weiters ist der Reaktor 2 mit zwei Abwasserzuläufen 7, die an einander gegenüberliegenden Seiten am Bodenumfang des Reaktors 2 in den Innen-raum 6 münden, sowie mit einem Klarwasserablauf 8 und einem Gasabzug 9 am Kopf des Reaktors 2 versehen. Ein Riicklaufschlamm-Ablauf 10 sowie ein Riicklaufschlamm-Zulauf 11 sind mit einem Clberschuss-Schlammabzug 12 zu einem Schlammkreislauf verbunden.

[0050] Der Reaktor 2 ist im Betrieb in mehrere Zonen geteilt: Im unteren Teil des Innenraums 6 befindet sich eine Durchmischungszone 13, in die ein Umwälzrührwerk 17 angeordnet ist und die im Betrieb, also bei eingeschaltetem Umwälzrührwerk 17, voll durchmischt ist. Oberhalb der Durchmischungszone 13, deren obere Zonengrenze etwa dem Niveau eines Schlammspiegels 16 als Grenze des voll durchmischten darunterliegenden Reaktorteils entspricht, schließt eine Trennzone 14 an. In der Trennzone 14 steigen einerseits Gas und geklärte Flüssigkeit nach oben auf und es kommt zu einem ersten schwerkraftbedingten Absetzen von Schlamm zuriick in die unterhalb befindliche Durchmischungszone 13.

[0051] Oberhalb der Durchmischungszone 13 sowie der Trennzone 14 befindet sich eine Schlammabsetzzone 15, die durch eine Trennfolie 21 von der Durchmischungszone 13 abge-trennt ist.

[0052] Die Trennfolie 21 ist hier im Wesentlichen trichter- bzw. kegelförmig im Innenraum 6 angeordnet und aus einer mehrlagigen reißfesten Kunststofffolie hergestellt. An eine erste bzw. untere Trennfolienseite 21.1 grenzen die darunter liegende Durchmischungszone 13 bzw. die Trennzone 14. An eine zweite bzw. obere Trennfolienseite 21.2 grenzt die Schlammabsetzzone 15. Ein Basisumfang 22 der Trennfolie 21 grenzt an einen Wandumfang 23 des Reaktors 2 und ist an diesem beispielsweise mit einem nicht explizit dargestellten Befestigungsring befestigt.

[0053] Eine Trennfolienöffnung 24, die wie ein horizontales Überlaufwehr wirkt, ist um eine Trichterhöhe 25 der Trennfolie 21 gegeniiber dem Basisumfang 22 in Längsachsenrichtung 5 erhöht befestigt. Ein Gasraum 26, in dem das durch die Trennfolienöffnung 24 aufsteigende Gas gesammelt wird und der mit einem Gasabzug 9 am Kopf des Innenraums 6 versehen ist, schließt oberhalb der Trennfolie 21 an die Schlammabsetzzone 15 an.

[0054] Die Trennfolie 21 verhindert dabei unerwünschte Kurzschlussströmungen Oder Vermi-schungen zwischen der Durchmischungszone 13 bzw. der Trennzone 14 einerseits und der oberhalb der Trennfolie 21 befindlichen Schlammabsetzzone 15 andererseits. In der Schlammabsetzzone 15 kommt es zu einem weiteren Absetzen von bereits entgastem Schlamm.

[0055] Um einen gasdichten Gasraum 26 am Kopf des Innenraums 6 zu gewährleisten, ist eine Rührwerkswelle 18, die einen drehzahlgeregelten Rührwerksantrieb 19 mit dem Umwälzrühr-werk 17 verbindet, im Bereich der Wanddurchführung durch den Reaktor 2 mit einer inertisier-baren, gasdichten Wellenabdichtung 20 versehen. Das Umwälzrührwerk 17 ist hier als Hyper-boloid-Rührwerk ausgeführt. Der Motor M des Rührwerksantriebs 19 ist mit einer Drehzahlrege-lung versehen.

[0056] Beladenes Abwasser, das gegebenenfalls mit Gas und Schlamm beladen ist, gelangt iiber den Abwasserzulauf 7, der im Wesentlichen niveaugleich mit dem Umwälzrührwerk 17 im unteren Abschnitt der Durchmischungszone 13 angeordnet ist, in den Reaktor 2 und wird in der Durchmischungszone 13 intensiv durchmischt.

[0057] Ein Schlammbegrenzungsriihrwerk 31, das etwa auf dem Niveau des Basisumfangs 22 der Trennfolie 21 angeordnet ist, dient im Wesentlichen dazu, die Trennzone 14 von der unter-halb befindlichen, intensiv durchmischten Durchmischungszone 13 zu trennen. Die Strömung in der Trennzone 14 wird somit vergleichmäßigt und Schlamm kann somit bereits in der Trennzone 14 sedimentieren. Durch die Anordnung des Schlammbegrenzungsriihrwerks 31 wird eine Höhe 32 der Kontaktschlammzone eingestellt bzw. festgelegt.

[0058] Aufsteigendes Gas-Suspensionsgemisch gelangt dabei aus der Durchmischungszone 13 weiter in die darüberliegende Trennzone 14, in der es zu einer ersten Entgasung des Gemi-sches sowie zum Absetzen von Schlamm kommt. Aufsteigendes Gas wird an der Unterseite 21.1 der Trennfolie 21 gesammelt, wobei die bewegliche Trennfolie 21 durch die in Richtung 33 aufsteigenden Gasblasen in Richtung 34 hin- und her bewegt wird. Durch die sich vergrößern-den Gasblasen wird vorteilhaft die Vibration der Trennfolie 21 weiter verstärkt. Die Gasblasen steigen somit schräg nach oben entlang der Trennfolienunterseite 21.1 auf, bis sie durch die Trennfolienöffnung 24 hindurch den Gasraum 26 erreichen und weiter durch den Gasabzug 9 die Vorrichtung 1 als gesammeltes Abgas verlassen.

[0059] Die Trennfolie 21 ist im Bereich der Trennfolienöffnung 24 um eine Überlaufhöhe 27 iiber das Fliissigkeitsniveau der Schlammabsetzzone 15 erhöht. Bereits weitgehend entgaste Suspension gelangt durch die Trennfolienöffnung 24 hindurch, läuft in Pfeilrichtung 35 iiber und läuft an der Oberseite der Trennfolie 21, also der Trennfolienoberseite 21.2, schräg nach unten in Pfeilrichtung 36 ab. Die Trennfolie 21 bildet daher fiir die ablaufende Suspension eine schrä-ge Entgasungsfläche 27.1, bevor die entgaste Suspension das Fliissigkeitsniveau der Schlammabsetzzone 15 erreicht und es innerhalb der Schlammabsetzzone 15 zur Sedimentation des Schlamms kommt.

[0060] Durch die von den aufsteigenden Gasblasen in Pfeilrichtung 34 in Bewegung bzw. in Vibration versetzte Trennfolie 21 werden zuverlässig Schlammablagerungen an der Trennfolienoberseite 21.2 vermieden und der Schlammtransport entlang der Entgasungsfläche 27.1 in Pfeilrichtung 36 somit deutlich verbessert.

[0061] Eine am Wandumfang 23 im Innenraum 6 umlaufende Klarwasserablaufrinne 28, die mit einem Überlaufwehr 29 versehen ist, ist um die Überlaufhöhe 27 tiefer als das Niveau der Trennfolienöffnung 24 angeordnet. Durch das Niveau der Klarwasserablaufrinne 28 wird das Niveau des Flüssigkeitsspiegels der Schlammabsetzzone 15 bestimmt. Das Überlaufwehr 29 ist hier zackenförmig ausgefiihrt und weist eine Tauchwand als Schwimmschlammriickhaltung auf. Die Klarwasserablauffinne 28 dient als Sammelvorrichtung fiir das iiberlaufende Klarwasser, das durch den Klarwasserablauf 8 den Reaktor 2 verlässt. Im Klarwasserablauf 8 ist weiters ein Entgasungstopf 46 für Klarwasser vorgesehen, wobei eine Gassammelleitung den Gasraum des Entgasungstopfes 46 mit dem Gasabzug 9 verbindet. Somit wird ein gasfreier Klarwasserablauf gewährleistet.

[0062] Der Rücklaufschlamm-Ablauf 10 ist am unteren Rand der Schlammabsetzzone 15 knapp oberhalb der Trennfolie 21 angeordnet. Der im Ablauf 10 abgezogene Schlamm wird wahlweise entweder im Kreislauf iiber den Riicklaufschlamm-Zulauf 11 wieder in die Durchmischungszone 13 gepumpt, Oder verlässt die Vorrichtung 1 iiber den Überschuss-Schlammabzug 12. Im Riick-laufschlammkreislauf, hier im Riicklaufschlamm-Zulauf 11, ist eine Flockungshilfsmittel-Dosiervorrichtung 30 zur Dosierung von Flockungshilfsmittel vorgesehen. Vorteilhaft wird somit im Riicklaufschlammkreislauf die jeweils erforderliche Menge an Riicklaufschlamm dem Reaktor 2 zugefiihrt.

[0063] Weiters sind am Umfang des Reaktors 2 mehrere Schlammbeprobungsvorrichtungen 37 zur automatischen Probenentnahme auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet. Mittels einer Pumpe P werden automatisch Schlammproben von den Schlammbeprobungsvorrichtungen 37 wahlweise zu einer Feststoffkonzentrationsmesseinrichtung 38 und/oder einer pH-Wert-Messeinrichtung 39 und/oder einer Temperaturmesseinrichtung 40 und/oder einer Druckmess-einrichtung 41 und/oder zu nicht explizit dargestellten weiteren Analyseneinrichtungen beför-dert.

[0064] Messsignale 42 der Messeinrichtungen 38 bis 41 bzw. der weiteren Analyseneinrichtungen werden einer Steuerungseinheit 43 zugefiihrt und von dieser in Steuersignale 44 zur Steue-rung von Schlammabzugsventilen 45 fiir Überschussschlamm, zur Steuerung einer Dosierein-richtung 47 fiir Hilfschemikalien und/oder zur Steuerung der Umdrehungszahl der Riihrwerks-welle 18 umgewandelt.

[0065] Ebenso werden Messsignale 42 einer Feststoffiiberwachungseinrichtung 48 im Klarwasserablauf 8 von der Steuerungseinheit 43 in Steuersignale 44 zum Steuern der Umdrehungszahl der Riihrwerkswelle 18 umgerechnet.

[0066] Weitere Ausfiihrungsvarianten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die beispielsweise besonders zur aeroben Reinigung von Abwasser Oder zur Trennung von Fällungsniederschlä-gen geeignet sind, werden hier nicht explizit gezeigt. LISTE DER POSITIONSZEICHEN: 1 Vorrichtung 2 Reaktor 3 Durchmesser des Reaktors 4 Höhe des Reaktors 5 Längsachse des Reaktors 6 Innenraum des Reaktors 7 Abwasserzulauf 8 Klarwasserablauf 9 Gasabzug 10 Rücklaufschlamm-Ablauf 11 Rücklaufschlamm-Zulauf 12 Überschuss-Schlammabzug 13 Durchmischungszone 14 Trennzone 15 Schlammabsetzzone 16 Schlammspiegel 17 Umwälzrührwerk 18 Rührwerkswelle 19 Rührwerksantrieb 20 Wellenabdichtung 21 Trennfolie 21.1 erste bzw. untere Trennfolienseite 21.2 zweite bzw. obere Trennfolienseite 22 Basisumfang der Trennfolie 23 Wandumfang im Innenraum des Reaktors 24 Trennfolienöffnung 25 Trichterhöhe der Trennfolie 26 Gasraum 27 Überlaufhöhe 27.1 Entgasungsfläche 28 Klarwasserablaufrinne 29 Überlaufwehr der Klarwasserablaufrinne 30 Flockungshilfsmittel-Dosiervorrichtung 31 Schlammbegrenzungsrührwerk 32 Höhe der Kontaktschlammzone 33 aufsteigendes Gas (Pfeilrichtung) 34 Vibrationsrichtung der Trennfolie (Doppelpfeilrichtung) 35 Überlauf Klarwasser und Schlamm (Pfeilrichtung) 36 Transportrichtung des Schlamms (Pfeilrichtung) 37 Schlammbeprobungsvorrichtung 38 Feststoffkonzentrationsmesseinrichtung 39 pH-Wert-Messeinrichtung 40 Temperaturmesseinrichtung 41 Druckmesseinrichtung 42 Messsignal 43 Steuerungseinheit 44 Steuersignal 45 Schlammabzugsventil für Überschussschlamm 46 Entgasungstopf für Klarwasser 47 Dosiereinrichtung für Hilfschemikalien 48 Feststoffüberwachungseinrichtung im Klarwasserablauf P Pumpe M Motorantrieb

Claims (15)

1. Patentansprüche

   1. Vorrichtung (1) zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension, umfassend einen Reak-tor (2) mit zumindest einem Abwasserzulauf (7) und zumindest einem Klarwasserablauf (8) sowie einem Gasabzug (9), einem Rücklaufschlamm-Ablauf (10) und einem Rücklauf-schlamm-Zulauf (11), weiterhin umfassend ein in seinem Reaktorinnenraum (6) in einer Durchmischungszone (13) angeordnetes Umwälzrührwerk (17), das an einer Rührwerks-welle (18) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktorinnenraum (6) eine Schlammabsetzzone (15) durch zumindest eine Trennfolie (21) zumindest abschnittsweise von der Durchmischungszone (13) abgetrennt ist.
2. 2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktorinnenraum (6) die Schlammabsetzzone (15) oberhalb der zumindest einen Trennfolie (21) angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 Oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Trennfolie (21) im Reaktorinnenraum (6) im Wesentlichen trichterförmig angeordnet ist, wobei eine einen kleineren freien Querschnitt bildende Trennfolienöffnung (24) gegen-iiber einem Basisumfang (22) urn eine Trichterhöhe (25) erhöht angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisumfang (22) der trichterförmigen Trennfolie (21) zumindest abschnittsweise an einen Wandumfang (23) des Reaktorinnenraums (6) angrenzt.
5. 5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 Oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfolienöffnung (24) der Trennfolie (21) in Bezug auf die Schlammabsetzzone (15) in Längsachsenrichtung (5) erhöht befestigt ist.
6. 6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfolie (21) ein aus der Durchmischungszone (13) entlang einer ersten, unteren Trenn-folienseite (21.1) aufsteigendes (33) Gas-Suspensions-Gemisch von dem in der Schlammabsetzzone (15) entlang einer zweiten, oberen Trennfolienseite (20.2) in entgegengesetz-ter Richtung (36) absinkenden Schlamm trennt.
7. 7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfolie (21) durch aufsteigende (33) Gasblasen bewegbar ist.
8. 8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwälzrührwerk (17) als Hyperboloid-Rührwerk ausgeführt ist.
9. 9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Oder mehrere Abwasserzuläufe (7) gleichmäßig über den Umfang des Reaktors (2) verteilt sowie im Wesentlichen niveaugleich mit der Unterkante des Umwälzrührwerks (17) angeordnet sind.
10. 10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwerkswelle (18) mit einem Schlammbegrenzungsrührwerk (31) versehen ist, wobei das Schlammbegrenzungsrührwerk (31) unterhalb des Basisumfangs (22) der Trennfolie (21) angeordnet ist.
11. 11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Reaktors (2) mehrere in Längsachsenrichtung (5) voneinander beabstandete Schlammbeprobungsvorrichtungen (37) zur Probenentnahme vorgesehen sind.
12. 12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Schlammbeprobungsvorrichtungen (37) entnommenen Proben einer Feststoffkonzentrationsmess-einrichtung (38) und/oder einer pH-Wert-Messeinrichtung (39) und/oder einer Temperatur-messeinrichtung (40) und/oder einer Druck-Messeinrichtung (41) und/oder einer Analysen-einrichtung zuführbar sind.
13. 13. Verfahren zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension mit einer Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Messsignale (42) der Feststoffkonzentrati-onsmesseinrichtung (38) und/oder der pH-Wert-Messeinrichtung (39) und/oder der Tempe-raturmesseinrichtung (40) und/oder der Druck- Messeinrichtung (41) und/oder der Analy-seneinrichtung einer Steuerungseinheit (43) insbesondere zur Justierung eines Schlamm-spiegels (16) zugefiihrt werden, wobei von der Steuerungseinheit (43) Messsignale (42) in Steuersignale (44) zum Steuern zumindest eines Schlammabzugsventils (45) und/oder zum Steuern einer Flockungshilfsmittel-Dosiervorrichtung (30) und/oder zum Steuern der Umdrehungszahl der Riihrwerkswelle (18) umgerechnet werden.
14. 14. Verfahren zur Abtrennung von Gasen aus einer Suspension mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Messsignale (42) einer Feststoffiiberwachungseinrichtung (48) im Klarwasserablauf (8) von einer Steuerungseinheit (43) in Steuersignale (44) zum Steuern der Umdrehungszahl der Riihrwerkswelle (18) umgerechnet werden.
15. 15. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Anspriiche 1 bis 12 zur anaeroben und/oder aeroben Reinigung eines Abwassers und/oder zur Trennung von Fällungsnieder-schlägen. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen