CH650230A5

CH650230A5 - Device for separating solids from liquids

Info

Publication number: CH650230A5
Application number: CH5733/80A
Authority: CH
Inventors: Hansjoerg Dr Dipl-Ing Mueller; Gerfried Dr Dipl-Ing Achatz
Original assignee: Mueller Hansjoerg Dr; Achatz Gerfried Dr
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1980-07-25
Publication date: 1985-07-15
Also published as: AT364325B; ATA518379A; DE3027454A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten.

Vorrichtungen dieser Art haben die Aufgabe, verschmutztes, chemisch aufbereitetes oder festteilchenfüh-rendes Wasser (im weiteren als Abwasser bezeichnet) von Schwebeteilchen, wie Flocken, mineralischen Stoffen usw. (im weiteren als Schlamm bezeichnet) zu befreien. Dazu wird bei grossen Mengen das Abwasser in grosse Becken geleitet und durch starke Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit das Absetzen des Schlammes ermöglicht. Oft ist jedoch die Errichtung grosser Becken aus Platzmangel nicht möglich, so dass kleinere Becken in besonderer Ausführung diese Trennungsaufgabe übernehmen müssen. Es zeigt sich, dass in einem Trichterbecken die Trennung Wasser-Schlamm auf kürzerem Wege durchführbar ist, wenn das Abziehen des Schlammes am unteren Ende des Trichters erfolgt und das gereinigte Wasser über einem besonderen Überlauf abfliessen kann.

Erfindungsgemäss wird daher eine Vorrichtung für die Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten, wie z.B. Niederschlagwasser bei der Abtrennung von Grob- und Feinschlamm in der biologischen Abwasserreinigung, sowie bei der Wasseraufbereitung und bei der Sedimentation von Stoffen mit flockiger und sehr feinkristalliner Struktur vorgeschlagen, bei der ein aus zwei trichterförmigen Absetzbecken gebildetes Doppelabsetzbecken vorhanden ist, von welchen das eine innerhalb des andern angeordnet ist, wobei sowohl das äussere als auch das innere der Absetzbecken für die Aufnahme von Feststoffpartikeln eines unterschiedlichen Grössenbereiches vorgesehen ist.

Solche ineinanderstehende Becken können aus Beton, Stahl, Kunststoff etc. bestehen, wobei vorzugsweise das äussere Becken zur Grobschlammabsetzung und das innere zur Feinschlammabsetzung oder auch umgekehrt dient.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Darin zeigt Figur 1 in der oberen Darstellung einen Vertikalschnitt, und in der unteren Darstellung eine Draufsicht einer erfindungsgemäss gestalteten Vorrichtung, Figur 2 in einem Schnitt in der Ebene A-B der Figur 1 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, und in Figur 3 und Figur 4 sind Details für den Abzug des Grobbzw. Feinschlammes gezeigt.

In dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Doppeltrichterbecken wird zuerst der Grobschlamm 4 und dann der Feinschlamm 7 abgesetzt. Dies erfolgt dadurch, dass das Abwasser von einer Zuflussleitung 1 in einen Einlaufabschnitt in der Form eines Verteilerkastens 2 und von dort zu einem Überlauf gelangt, von dem es in das äussere Absetzbecken überfliesst. Durch die dabei auftretende starke Reduktion der Fliessgeschwindigkeit können sich die Feststoffe absetzen. Die starke Geschwindigkeitsreduktion wird durch die Anordnung eines Flüssigkeitsverteilers 3 erreicht, der das Abwasser über die ganze nach dem Überlauf zur Verfügung stehende Querschnittfläche verteilt.

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Durch Umfliessen des inneren Trichters gelangt dann das von den gröbern Feststoffpartikeln befreite Wasser auf die der Zuflussseite entgegengesetzte Seite des inneren Absetzbeckens und wird hier durch eine Trennwand 6 mit horizontalen Schlitzen oder Löchern 6a, 6b in das innere Absetzbecken geführt. Die sich an der Beckenwand erstreckenden Schlitze bzw. Lochreihen ermöglichen, dass das Wasser bereits über eine grosse Querschnittsfläche mit kleiner Geschwindigkeit und geringer Verwirbelung in das innere Becken eintritt, wo sich der Feinschlamm absetzen kann.

Eine gleichmässige Durchtrittsgeschwindigkeit des Wassers wird durch zunehmende Verbreiterung der Schlitze bzw. Ver-grösserung der Lochdurchmesser mit der Höhe herbeigeführt. Der Wasserablauf 10 aus dem inneren Absetzbecken ist durch eine gleichgestaltete Schlitzwand 9 vom Beckeninnern getrennt, damit die reduzierte Fliessgeschwindigkeit über eine möglichst lange Strecke - hier von der Trennwand 6 zur Schlitzwand 9 aufrechterhalten bleibt. Es soll besonders daraufhingewiesen werden, dass auf der Strecke vom Einlauf (Trennwand 6) bis zum Auslauf aus dem inneren Trichterbecken keine zusätzlichen Verwirbelungen auftreten und damit - im Gegensatz zum äusseren Becken - für die Absetzung von Feinschlamm ideale Voraussetzungen geschaffen werden.

Um auch eine Beruhigung der Strömung im Bereich der Grobschlammabsetzung im äusseren Absetzbecken herbeizuführen, empfiehlt es sich, zwischen dem inneren Absetzbecken und dem oberen senkrechten Teil der Wand des äusseren Absetzbeckens eine Zwischenwand 13 mit entsprechenden Schlitzen 13a oder Löchern 13b einzubauen (Figur 2). Hier müssten jedoch die Schlitzbreiten bzw. Lochdurchmesser von oben nach unten zunehmen, damit der Strömungswiderstand nach unten geringer wird und die Hauptströmung unter der Zwischenwand 13 vorbeifliesst.

Der Abzug der gröberen und der feineren Feststoffpartikel kann dann auf zweierlei Arten vorgenommen werden. Im ersten Fall wird der im inneren Absetzbecken abgesetzte Feinschlamm 7 durch ein Rohr 12, welches vom unteren Ende des inneren Absetzbeckens bis zum unteren Ende des äusseren Absetzbeckens reicht, gleichzeitig mit gröberen Feststoffpartikeln bzw. wie nachstehend vereinfacht genannt, dem Grobschlamm aus dem äusseren Absetzbecken abgelassen (Figur 3). Im zweiten Fall erfolgt das Ablassen des Fein- und des Grobschlammes im Bereich des unteren Endes des äusseren Absetzbeckens getrennt (Figur 4). Von der letzten Möglichkeit wird dann Gebrauch gemacht, wenn das Verhältnis Grob- zu Feinschlamm stark schwankt oder eine Trennung von Grob- und Feinschlamm erwünscht wird.

Weiterhin ist zu beachten, dass im praktischen Betrieb der Verschmutzungsgrad des Abwassers schwankt und damit die Feststoffspiegel im äusseren und im inneren Absetzbecken bei gleicher Abwasserzuflussmenge nicht konstant bleiben. Man könnte hier eine Automatik einbauen, die den Schlammabzug bei Erreichung einer Maximalhöhe vergrös-sert und dementsprechend auch bei Unterschreiten einer Mindesthöhe den Abzug reduziert. Diese Schlammabzugsautomatik könnte durch Dichtemessungen in zwei verschiedenen Höhen im äusseren und/oder im inneren Absetzbecken gesteuert werden. Als Dichtemesseinrichtung würde

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sich eine solche mit radioaktiven Isotopen wegen der besonderen Messgenauigkeit und Robustheit vorzüglich eignen.

Weiterhin ist für den Betrieb der beschriebenen Vorrichtung die Abwasserzuflussmenge von Bedeutung, weil zur Erreichung eines bestimmten Klärgrades eine angemessene Verweilzeit des Abwassers in den Absetzbecken erforderlich ist. Man wird daher bei der Auslegung der Vorrichtung von einem maximalen Abwasserzufluss mit angemessener Verweilzeit ausgehen. Bei geringerem Zufluss wird sich somit eine Erhöhung der Verweilzeit (besserer Klargrad) ergeben, weil dann die mittlere Fliessgeschwindigkeit in den beiden Absetzbecken durch die vorgegebenen konstanten maximalen Wasseroberflächen kleiner wird. Zur Beibehaltung dieser maximalen Wasseroberflächen ist es notwendig, den Wasserpegel im inneren Absetzbecken konstant zu halten und den Wasserablauf durch die Schlitzwand 9 zu regeln. Diese Forderung kann mittels einer Pegelüberwachungsanlage 14 im inneren Absetzbecken, mit welcher die Öffnungsweite der Schlitze bzw. Löcher in der Schlitzwand 9 für den Wasserablauf durch einen Schieber 15 steuerbar ist, erfüllt werden.

. Die Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung sind vielfältig. So wird durch die Anordnung des inneren trichterförmigen Absetzbeckens eine Verlängerung der Absetzstrecke und damit eine bessere Trennung Wasser - Feststoff bzw. Schlamm erreicht. Dies bedeutet, dass - im Vergleich zu einem Trichter-Absetzbecken ohne inneres Absetzbecken und gleichem Wasserdurchsatz - eine bessere Trennung von Wasser und Schlamm oder - bei gleichem Trennungsgrad -ein grösserer Durchsatz möglich ist. Ein weiterer Vorteil wird durch die Anordnung der Mittel zur Reduktion der Abwasser-Fliessgeschwindigkeit nach dem Einfliessen in die Vorrichtung erreicht, weil sich so der Grobschlamm leichter absetzen kann und nicht mit der Strömung mitgerissen wird. Ebenso bringen die Schlitze bzw. Löcher in den Zwischenräumen 13 zwischen dem inneren und dem äusseren Absetzbecken eine bessere Wassermengenverteilung und eine Durchflussberuhigung, so dass sich eine mittlere Fliessgeschwindigkeit einstellt. Weitere Vorteile ergeben sich durch die vom Zufluss unabhängige Steuerung des Schlammabzuges mit Hilfe von Dichtemesseinrichtungen 5,8 und die Möglichkeit Grob- und Feinschlamm entweder zusammen oder getrennt abzulassen. Schliesslich kann bei rechteckigem Querschnitt der Absetzbecken (Figur 1) die nutzbare Querschnittsfläche jederzeit durch seitlichen Anbau einer zweiten Einheit senkrecht zur Durchströmungsrichtung des Abwassers erweitert werden. Dabei können die Zuflussöffnung und der Wasserablauf für beide Vorrichtungsabschnitte gemeinsam ausgeführt werden.

Die Möglichkeit, die erfindungsgemässe Vorrichtung in der Praxis einzusetzen, liegen besonders bei der Grob- und Feinschlammabtrennung aus Abwässern, in der biologischen Abwasserreinigung und bei der Wasseraufbereitung. Weiterhin ist die Verwendung der Vorrichtung für die Trennung des Niederschlages im Wasser bei chemischen Fällprozessen möglich. Weitere Beispiele für den Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung sind alle Sedimentationsvorgänge, wie z.B. in der Galvanotechnik bei der Rückgewinnung wertvoller Bestandteile aus dem Abwasser.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

650230 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung für die Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch ein aus zwei trichterförmigen Absetzbecken gebildetes Doppelabsetzbecken, von welchen das eine innerhalb des andern angeordnet ist, wobei sowohl das äussere als auch das innere der Absetzbecken für die Aufnahme von Feststoffpartikeln eines unterschiedlichen Grössenbereiches vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Absetzbecken in seinem oberen Bereich eine Zuflussleitung (1) und einen von dieser gespeisten Einlaufabschnitt (2) aufweist, dessen Querschnitt wesentlich grösser ist als derjenige der Zuflussleitung (1), um zwecks Absetzen der Feststoffpartikeln die Flüssigkeitsströmung zu verlangsamen, dass das innere Absetzbecken an dem dem Einlaufabschnitt (2) gegenüberliegenden oberen Ende einen Eintrittsbereich für Flüssigkeit aus dem äussern Absetzbecken aufweist, um der Flüssigkeit aus dem äussern Absetzbecken die gröberen Feststoffpartikel zu entziehen und die Flüssigkeit in im wesentlichen horizontaler Fliessrichtung dem innern Absetzbecken zuströmen zu lassen zwecks Absetzen der feineren Feststoffpartikel, dass sowohl im Übergangsbereich der Flüssigkeit vom Einlaufabschnitt (2) zum äussern Absetzbecken als auch im Eintrittsbereich für die Flüssigkeit aus dem äusseren Absetzbecken mit Durchbrüchen versehene Strömungshindernisse (3,6) angeordnet sind, und dass das innere Absetzbecken mindestens einen Auslauf (10) für gereinigte Flüssigkeit hat, und ferner beide Absetzbecken an ihren unteren Enden Abzugseinrichtungen (11,12) für abgesetzte Feststoffpartikel aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungshindernisse zur Reduktion der Fliessgeschwindigkeit im Einlaufbereich des äusseren Absetzbeckens gelochte oder mit Schlitzen versehene Flüssigkeitsverteilerplatten (3) sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg zwischen dem äusseren und dem inneren Absetzbecken und am Auslauf des innern Absetzbek-kens weitere mit Durchbrüchen (13a, 13b) versehene Strömungshindernisse (13, 9) zur Verteilung des Flüssigkeitsstromes quer zur Strömungsrichtung vorhanden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche in den Strömungshindernissen (13,6, 9) zwischen den beiden Absetzbecken und dem Auslauf des innern Absetzbeckens von unten nach oben zunehmend weiter oder enger werdend sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugseinrichtungen für in den beiden Absetzbecken abgesetzte Feststoffpartikel separate Rohre (11,12) sind, und dass das Rohr (12) des innern Absetzbeckens in den untern Endbereich des äussern Absetzbeckens geführt ist (Figur 3), so dass die Feststoffpartikel aus beiden Absetzbecken durch das Rohr (11) der Abzugsrichtung des äussern Absetzbeckens abführbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugseinrichtungen für in den beiden Absetzbecken abgesetzte Feststoffpartikel separate Rohre (11,12) sind, und dass das Rohr (12) des innern Absetzbeckens durch die Wand des äussern Absetzbeckens hindurchgeführt ist (Figur 4), so dass die feineren Feststoffpartikel des inneren Absetzbeckens und die gröberen Feststoffpartikel des äusseren Absetzbeckens jeweils separat abführbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Absetzbecken mit einer Pegelüberwachungsanlage (14) versehen ist, und dass der Querschnitt der Durchbrüche des Strömungshindernisses (9) am Auslauf des innern Absetzbeckens durch einen Schieber (15) in Abhängigkeit vom Flüssigkeitszufluss variierbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im innern und/oder im äussern Absetzbecken je eine Dichtemesssonde (5,8) für die Steuerung des Abzuges der in den Absetzbecken vorhandenen Feststoffpartikeln vorhanden ist.

10. Anlage zur Trennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten mit mindestens zwei Vorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen nebeneinander angeordnet sind und eine gemeinsame Zuflussleitung besitzen.