Apparat zur kontinuierlichen Sedimentationsbehandlung einer Flüssigkeit Die Erfindung betrifft einen Apparat zur konti nuierlichen Sedimentationsbehandlung, bei welchem eine Flüssigkeit geklärt und der bei der Klärung sich absetzende Schlamm eingedickt wird.
Der Apparat nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im Inneren des Klärbehälters ober halb von dessen Boden ein Eindickabteil angeordnet ist, dessen Querschnitt viel kleiner ist als derjenige des Klärbehälters, dass Mittel vorgesehen isind, um die untere Strömung des Klärbehälters dem Ein dickabteil zuzuführen, und dass Mittel vorgesehen sind, um den eingedickten Schlamm von dem unteren Teil des Eindickabteils unter Isolierung vom Inhalt des Klärbehälters abzuführen.
Die Tatsache, dass der Querschnitt des Eindick abteils klein ist im Vergleich zu demjenigen des Klärbehälters ermöglicht es, moderne, hochgradige Eindickmethoden anzuwenden, um relativ stark ver dünnten Schlamm wirksam einzudicken. In der Pra xis ist vorgesehen, dass das genannte Querschnitts verhältnis z. B. 1 : 20 betragen kann. Der Eindick abteil ist vorzugsweise zentral im Klärbehälter ange ordnet; er kann ein relativ geringes Gewicht haben, und an einer üblichen, über dem Klärbehälter ange ordneten Brücke aufgehängt sein. Der Flüssigkeits inhalt des Klärbehälters trägt in diesem Falle wesent lich dazu bei, das Gewicht des verhältnismässig klei nen Eindickabteils zu tragen.
Die Tatsache, dass der Eindickabteil einen merklichen Abstand vom Bo den des Klärbehälters hat, gewährleistet, dass die ganze Fläche des Klärbehälters zum Absetzen von Schlamm zur Verfügung steht; der verhältnismässig kleine Raum, den der kleine Eindickabteil einnimmt, vorzugsweise im mittleren, oberen Teil des Klärbe hälters, trägt zu einer wirksamen Klärung ohnehin nicht wesentlich bei. Infolgedessen ist die normale Arbeitsweise des Klärbehälters in keiner Weise be hindert.
Die normale untere Strömung des Klärbehälters, insbesondere wenn die behandelte Flüssigkeit Kloa kenwasser ist, enthält eine erhebliche Menge von Sand und/oder Kies, der vorzugsweise vor der wei teren Behandlung bzw. Wiedereinführung des Schlammes in den Kreislauf entfernt werden sollte. Daher wird vorzugsweise ein Hydrozyklon vorge sehen, dessen untere Strömung Sand und Kies ab führt, während sein Überlauf dem Eindickabteil zu geführt wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es ist: Fig.1 ein im wesentlichen zentraler Vertikal schnitt durch eine kombinierte Klär- und Eindickein- heit und Fig. 2 eine stark schematisierte Ansicht einer ab geänderten Ausführungsform der Erfindung.
In Fig.1 ist mit 10 ein Klärbehälter bezeichnet, der vorzugsweise von der üblichen, zylindrischen Bauweise ist.
Kloakenwasser oder eine ähnlich zu behandelnde Suspension wird in den Behälter 10 gepumpt durch eine Zuflussleitung 11, die in einen zentralen, zylin drischen Zuflussschacht 12 mündet, der sich oberhalb des normalen Betriebsflüssigkeitspegels in dem ihn umgebenden Klärbehälter und auch erheblich unter halb dieses Pegels erstreckt.
Die Suspension wird also in die umgebende Flüssigkeit im Klärbehälter auf einem Niveau eingeführt, der sich oberhalb des Bodens 13 des Klärbehälters 10 befindet, aber gut unterhalb des normalen Betriebsflüssigkeitspegels, der definiert ist durch ein Überlaufwehr 14; auf diese Weise wird verhindert, dass der Robmaterialzufluss direkt zum überlaufkanal 15 gelangt, welcher die Überlaufflüssigkeit aufnimmt.
Die festen Bestandteile der Suspension setzen sich auf den Behälterboden 13 ab, welcher abwärts auf einen zentralen Schlammsammelsumpf 16 hin geneigt ist, in den der Schlamm, der sich auf dem Boden absetzt, mittels eines üblichen drehbaren Ra kels 17 befördert wird, welcher die Boden-Ab- kratzklingen 18 trägt. Die geklärte Flüssigkeit fliesst durch die Ausflussleitung 19 ab, und die im Schlamm sumpf 16 gesammelte untere Strömung wird durch das Abzugsrohr 20 abgezogen.
Der Zuflussschacht 12 kann zweckmässig an einer Brücke 21 aufgehängt werden, die auf dem Ober teil des Klärbehälters angeordnet ist. Die Brücke 21 trägt auch den Antriebsmechanismus 22 für eine Welle 23, die den Rakel 23 in Umdrehung versetzt.
Die untere Strömung des Klärbehälters wird durch eine im Zuge des Abzugrohres 20 angeordnete Saugpumpe 6 abgesaugt, um einem Eindickabteil 24 zugeführt zu werden, der viel kleiner ist als der Klärungsabteil und vorzugsweise zentral im Klär behälter 10 angeordnet ist.
In der bevorzugten Aus führungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, wird jedoch die untere Klärbehälterströmung, bevor sie in dem Eindickabteil 24 einer Schlusseindickung unterworfen wird, zuerst entsandet bzw. entkiest, dies geschieht vorzugsweise in einem Zyklon 25, in den der Schlamm durch die Pumpe 26 gepumpt wird.
Der abgetrennte Sand verlässt den Zyklon 25 als Unter stromabfluss durch die an der Spitze des Zyklons be findliche Auslassöffnung 27, während der entsandete Ausfluss des Zyklons durch eine Leitung 28 in einen Schlammschacht 29 gelangt, der ebenfalls an der Brücke 21 hängt.
Die untere Klärströmung, die in den Schlamm schacht 29 eingeführt wird, verlässt denselben durch sein offenes unters Ende und wandert abwärts durch den Eindickabteil 24, um eine Schlammlage auf dem Boden 30 dieses Eindickabteils zu bilden. Der schliesslich abgesetzte Schlamm wird in einen ring förmigen Schlammsumpf 31 gekehrt, mittels eines Rakels 32, das Bodenabkratzklingen 33 trägt.
Vor zugsweise ist der Rakel 32 auf derselben Welle 23 montiert, die den Rakel 17 auf dem Boden des Klärabteils trägt. Die Welle 23 ist in einem geeigne ten Lager 34 gelagert.
Der Eindickabteil kann von der Brücke 21 mit tels geeigneter Supporte 35 aufgehängt werden. Da der Eindickabteil oben vollständig offen ist, um ein Überlaufen der Eindickflüssigkeit zu erlauben, sind die Supporte 25 so angeordnet, dass sie nur eine minimale Verstopfung bewirken.
Die über den obe ren Rand des Eindickabteils überfliessende Flüssig keit fliesst in den Zuflussschacht 12, wo sie sich mit der zugeführten Flüssigkeit mischt, bevor sie in die Flüssigkeit zurückkommt, die im Klärbehälter den Eindickabteil umgibt.
Der endgültig eingedickte Schlamm wird von dem ringförmigen Schlammsammler 34 mittels einer nicht gezeigten Saugpumpe durch eine Saugleitung 36 abgesaugt. In der Anordnung nach Fig.l dient der Zu führungsschacht 12 auch als Schikane, um die über den oberen Rand des Eindickabteils 24 überlaufende Flüssigkeit nach unten abzulenken, so dass der Ein dickbehälter-Überlauf in die umgebende Klärflüssig keit auf einem Niveau eingeführt wird, das gut unter halb dem durch das Wehr 14 definierten Überlauf- niveaü liegt.
Auf diese Weise wird der Eindickbe- hälter-Überlaufer verhindert, direkt zum überlauf kanal 15 zu gelangen. Dies ist eine sehr wichtige Funktion und in jeder anderen Anordnung, bei der die zugeführte Flüssigkeit in den Klärbehälter auf andere Weise als mittels eines zentralen Zufluss- Schachtes zugeführt werden könnte, müsste man so wieso eine Schikane anbringen, um einen Kurzschluss zwischen dem Eindickbehälter-Überlauf und dem end gültigen Ablauf der geklärten Flüssigkeit zu verhin dern.
Es wird bemerkt, dass bei der Anordnung nach Fig. 1, das überlaufniveau für die Flüssigkeit, also der obere Rand des Eindickabteils 24 höher liegt als der normale Betriebspegel des umgebenden Klärabteils, der durch die Höhe des überlaufwehres 14 definiert ist. Deshalb ist es nötig, eine Pumpe vorzusehen, welche die untere Strömung vom Sammelsumpf 16 zu dem Eindickabteil 24 hebt. Wie aus Fig. 1 hervor geht, dient die Pumpe 26, die den Zyklon 25 speist, beiden Zwecken.
Es kann jedoch Fälle geben, in de nen es erwünscht ist, die Anwendung einer Pumpe zum Überführen der unteren Klärabteilströmung zum Eindickabteil zu vermeiden. Dies kann leicht dadurch erzielt werden, dass man einen hydraulischen über druck vorsieht, indem das normale Betriebsniveau in dem umgebenden Klärbehälter höher gehalten wird als das überlaufniveau des inneren Eindickabteils.
In Fig. 2 wird das höhere, normale Betriebsni veau wiederum definiert durch den oberen Rand des Überlaufwehres 14, wie in Fig. 1. Es ist jedoch er sichtlich, dass der obere Rand des kleinen Eindick abteils sich auf einem viel niedrigeren Niveau be findet, der mit dem Bezugszeichen 37 bezeichnet ist. Um zu verhindern, dass die Klärflüssigkeit und die Überlaufflüssigkeit des Eindickabteils sich mischen, ist es natürlich nötig, eine zylindrische Abschirmung 38 vorzusehen, die die obere Öffnung des Eindick abteils 24 umgibt und über das normale Betriebs niveau des Klärbehälters vorragt.
Zweckmässig wird die Abschirmung 38 im Durch messer etwas grösser gemacht als der kleine Ein dickabteil und unten mit einem einwärtsgerichteten Bodenflansch versehen, der an der Aussenseite der Wand des Eindickabteils befestigt ist. Diese Anord nung dient zur Schaffung eines Sammelkanals 39, welcher den Überlauf des Eindickabteils aufnimmt, so dass die Überlaufflüssigkeit des Eindickabteils nicht direkt in den Klärbehälter 10 fliesst, wie im Falle von Fig. 1, sondern ausserhalb der Kläreinheit mit der zufliessenden Rohflüssigkeit gemischt werden kann.
In Fig. 2 ist eine Anordnung gezeigt, bei der der Überlauf des Eindickabteils durch eine Leitung 40 zu einem Punkt geleitet wird, der sich gerade vor einer Zuführungspumpe 41 befindet.
Bei dem Apparat nach Fig. 2 bewirkt der hydrau lische überdruck, der sich daraus ergibt, dass das Flüssigkeitsniveau im umgebenden Behälter höher ist als das überlaufniveau des Eindickabteils, dass die untere Klärbehälterströmung über das Rohr 20 in einen Eindickabteil-Speisetank 42 gelangt, von wo sie durch eine Leitung 43 in den Schlamm-Speise- schacht 29 des Eindickabteils fliesst.
Das Flüssigkeitsniveau im Speisetank 42 kann geregelt werden, indem man am Ende des Rohres 20 in diesem Tank 42 eine axial verschiebbare Muffe 43 vorsieht.
Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung, nach welcher der Überlauf des Eindickabteils zuerst in den Sam- melkanal 39 gelangt, und von dort, isoliert vom In halt des Klärbehälters, zu einem ausserhalb des selben befindlichen Punkt geführt wird, kann auch bei einem Apparat benützt werden, bei dem eine Pumpe vorgesehen ist, um die untere Strömung des Klärabteils zum Eindickabteil zu fördern wie im Falle von Fig. 1.
Apparatus for the continuous sedimentation treatment of a liquid The invention relates to an apparatus for the continuous sedimentation treatment, in which a liquid is clarified and the sludge that settles during the clarification is thickened.
The apparatus according to the invention is characterized in that a thickening compartment is arranged in the interior of the clarification tank above its bottom, the cross section of which is much smaller than that of the clarification tank, that means are provided to feed the lower flow of the clarification tank to the one thick compartment and that means are provided for discharging the thickened sludge from the lower part of the thickening compartment while isolating it from the contents of the clarifier.
The fact that the cross-section of the thickening compartment is small compared to that of the septic tank enables modern, high-grade thickening methods to be used to effectively thicken relatively strongly thinned sludge. In practice it is provided that said cross-sectional ratio z. B. can be 1:20. The thickening compartment is preferably arranged centrally in the septic tank; it can have a relatively low weight and be suspended from a conventional bridge arranged over the septic tank. In this case, the liquid content of the clarification tank helps to carry the weight of the relatively small thickening compartment.
The fact that the thickening compartment has a noticeable distance from the bottom of the clarification tank ensures that the entire surface of the clarification tank is available for sludge settling; the relatively small space that the small thickening compartment occupies, preferably in the middle, upper part of the clarification container, does not contribute significantly to an effective clarification anyway. As a result, the normal operation of the clarifier is in no way hindered.
The normal lower flow of the clarifier, especially if the treated liquid is Kloa kenwasser, contains a significant amount of sand and / or gravel, which should preferably be removed before the white direct treatment or reintroduction of the sludge into the circuit. Therefore, a hydrocyclone is preferably seen, the lower flow of which leads sand and gravel, while its overflow is led to the thickening compartment.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. It is: FIG. 1 an essentially central vertical section through a combined clarifying and thickening unit and FIG. 2 is a highly schematic view of an embodiment of the invention that has been modified.
In Figure 1, 10 denotes a clarification tank, which is preferably of the usual, cylindrical design.
Sewer water or a suspension to be treated similarly is pumped into the container 10 through an inflow line 11 which opens into a central, cylindrical inflow shaft 12, which extends above the normal operating fluid level in the clarification tank surrounding it and also well below this level.
The suspension is thus introduced into the surrounding liquid in the clarification tank at a level which is above the bottom 13 of the clarification tank 10, but well below the normal operating liquid level, which is defined by an overflow weir 14; In this way, it is prevented that the seal material flow reaches the overflow channel 15, which receives the overflow liquid.
The solid components of the suspension settle on the container bottom 13, which is inclined downwards towards a central sludge collection sump 16, into which the sludge that settles on the bottom is conveyed by means of a conventional rotatable rake 17, which the bottom Scraper blades 18 carries. The clarified liquid flows off through the outflow line 19, and the lower flow collected in the sump 16 is drawn off through the discharge pipe 20.
The inflow shaft 12 can expediently be suspended from a bridge 21 which is arranged on the upper part of the clarification tank. The bridge 21 also carries the drive mechanism 22 for a shaft 23 which sets the doctor blade 23 in rotation.
The lower flow of the clarification tank is sucked off by a suction pump 6 arranged in the course of the discharge pipe 20 in order to be fed to a thickening compartment 24, which is much smaller than the clarification compartment and is preferably arranged centrally in the clarification tank 10.
In the preferred embodiment shown in Fig. 1, however, the lower clarifier flow, before it is subjected to a final thickening in the thickening compartment 24, is first desanded or de-gravel, this is preferably done in a cyclone 25, into which the sludge passes the pump 26 is pumped.
The separated sand leaves the cyclone 25 as a downstream outflow through the outlet opening 27 at the top of the cyclone, while the sanded outflow of the cyclone passes through a line 28 into a sludge shaft 29, which is also attached to the bridge 21.
The lower clarifying flow introduced into the sludge chute 29 leaves the same through its open lower end and travels downward through the thickening compartment 24 to form a layer of sludge on the bottom 30 of that thickening compartment. The finally settled sludge is swept into a ring-shaped sludge sump 31, by means of a squeegee 32 that carries scraper blades 33.
Preferably, the squeegee 32 is mounted on the same shaft 23 that carries the squeegee 17 on the bottom of the clarifying compartment. The shaft 23 is mounted in a bearing 34 suitable th.
The thickening compartment can be suspended from the bridge 21 using suitable supports 35. Since the thickening compartment is completely open at the top to allow the thickening liquid to overflow, the supports 25 are arranged in such a way that they only cause minimal clogging.
The liquid overflowing over the upper edge of the thickening compartment flows into the inflow shaft 12, where it mixes with the supplied liquid before it returns to the liquid that surrounds the thickening compartment in the clarification tank.
The finally thickened sludge is sucked off from the annular sludge collector 34 by means of a suction pump (not shown) through a suction line 36. In the arrangement according to Fig.l the feed shaft 12 also serves as a chicane to deflect the overflowing liquid over the upper edge of the thickening compartment 24 downwards, so that the thick container overflow is introduced into the surrounding clarifying liquid at a level that is well below the overflow level defined by the weir 14.
In this way, the thickening container overflow is prevented from reaching the overflow channel 15 directly. This is a very important function and in any other arrangement in which the liquid fed into the clarification tank could be fed in a different way than by means of a central inflow shaft, a baffle would have to be installed to prevent a short circuit between the thickening tank overflow and to prevent the final discharge of the clarified liquid.
It is noted that in the arrangement according to FIG. 1, the overflow level for the liquid, i.e. the upper edge of the thickening compartment 24, is higher than the normal operating level of the surrounding clarifying compartment, which is defined by the height of the overflow weir 14. It is therefore necessary to provide a pump which lifts the lower flow from the collection sump 16 to the thickening compartment 24. As can be seen from Fig. 1, the pump 26 which feeds the cyclone 25 serves both purposes.
However, there may be instances when it is desirable to avoid using a pump to transfer the lower clarifier flow to the thickener. This can easily be achieved by providing hydraulic overpressure by keeping the normal operating level in the surrounding clarifier higher than the overflow level of the inner thickening compartment.
In Fig. 2, the higher, normal Betriebsni level is again defined by the upper edge of the overflow weir 14, as in Fig. 1. However, it can be seen that the upper edge of the small thickening compartment is at a much lower level, which is denoted by the reference numeral 37. In order to prevent the clarifying liquid and the overflow liquid of the thickening compartment mixing, it is of course necessary to provide a cylindrical shield 38 surrounding the upper opening of the thickening compartment 24 and protruding above the normal operating level of the clarifying tank.
Appropriately, the shield 38 is made slightly larger in diameter than the small A thick compartment and provided at the bottom with an inwardly directed bottom flange which is attached to the outside of the wall of the thickening compartment. This arrangement serves to create a collecting channel 39 which receives the overflow of the thickening compartment so that the overflow liquid of the thickening compartment does not flow directly into the clarification tank 10, as in the case of FIG. 1, but can be mixed with the inflowing raw liquid outside the clarification unit .
In Fig. 2 an arrangement is shown in which the overflow of the thickening compartment is passed through a line 40 to a point which is just in front of a feed pump 41.
In the apparatus according to FIG. 2, the hydraulic overpressure, which results from the fact that the liquid level in the surrounding container is higher than the overflow level of the thickening compartment, causes the lower clarifier flow to pass through the pipe 20 into a thickening compartment feed tank 42, from where it flows through a line 43 into the sludge feed shaft 29 of the thickening compartment.
The liquid level in the feed tank 42 can be regulated by providing an axially displaceable sleeve 43 at the end of the pipe 20 in this tank 42.
The arrangement shown in FIG. 2, according to which the overflow of the thickening compartment first reaches the collecting channel 39 and from there, isolated from the contents of the clarification tank, is guided to a point outside the same, can also be used with an apparatus in which a pump is provided to promote the lower flow of the clarifying compartment to the thickening compartment as in the case of FIG. 1.