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Die
Erfindung betrifft eine Abschlämmanlage zum
Entfernen von auf einer Flüssigkeitsoberfläche abgelagertem
Schlamm oder anderem schwebenden Stoff aus einem mit Flüssigkeit
gefüllten
und durchströmten
Becken, Kanal oder Ähnlichen.
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Im
Einzelnen betrifft die Erfindung eine Abschlämmanlage zum Entfernen von
auf einer Flüssigkeitsoberfläche abgelagertem
Schlamm aus einem mit Flüssigkeit
gefüllten
und durchströmten
Becken oder Ähnlichen,
wobei die Anlage eine in dem Becken oder Ähnlichem angebrachte Abschlämmrinne oder
Abschlämmrinnenkonstruktion
aufweist, deren Oberkante als Austrittskante des zu entfernenden Schlammes
dient, sowie Vorrichtungen zum Befördern des Schlammes aus dem
Becken von der Flüssigkeitsoberfläche in die
Abschlämmrinne
und weiter über
die Austrittskante der Abschlämmrinne
in einen externen Schlammkanal oder Ähnliches aufweist.
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In
Wasser- und Abwasserreinigungsanlagen sind zur Beseitigung von Oberflächenschlamm
seit Jahrzehnten verschiedene Abschlämmvorrichtungen wie Ketten-,
Seil-, Wagen- und Zylinderplattenabräumer, Siebförderer oder Überlaufabschlämmlösungen eingesetzt
worden. Bei allen von diesen besteht im Allgemeinen ein Nachteil
darin, dass ihre einwandfreie Funktion von der Flüssigkeitsoberfäche ein
bestimmtes Niveau verlangt, mit anderen Worten, die Durchflussmenge
der Flüssigkeit
kann ohne Höhenstandsregelung
nicht viel geändert
werden oder die Vorrichtungen sind in der Konstruktion kompliziert und
teuer. Bei Überlauflösungen besteht
ein Nachteil in den hohen Verlustwassermengen sowie auch in einem
Teil der im Vorstehenden genannten Vorrichtungen.
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Die
erfindungsgemäße Anlage
vereinfacht, verbessert und effektiviert das Abräumen von Oberflächenschlamm
u. a. in Wasser- und Abwasserreinigungsanlagen bedeutend. Sie ist
im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass an der Abschlämmrinne
und an ihrer über
die Flüssigkeitsoberfläche hinausragenden
Schlammaustrittskante Abschlämmvorrichtungen
vorgesehen sind, die einen im Wesentlichen die Breite der Abschlämmrinne
aufweisenden langförmigen,
sich in horizontaler Richtung erstreckenden rotierenden Zylinder
oder eine ähnliche Welle
aufweisen, die mit daran befestigten Förderelementen ausgerüstet sind,
die durch die Wirkung der Drehbewegung des genannten Zylinders oder
der ähnlichen
Welle den auf der Flüssigkeitsoberfläche vorhandenen
Schlamm mitnehmen und weiter über die
Austrittskante der Abschlämmrinne
aus dem Becken befördern
und im Bereich der Abschlämmrinne und
des ganzen Beckens durch unterschiedliche Durchflussmengen bedingte
Höhenschwankungen der
Flüssigkeitsoberflächen zulassen.
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Die
Oberfläche
der im Bereich zwischen der Unter- und Unterkante der in einem Becken
oder Ähnlichem
angeordneten Abschlämmrinne
zu reinigenden Flüssigkeit
kann also im Rahmen der zulässigen
Grenzen der gesamten Reinigungsleistung des Beckens oder Ähnlichen
variieren. Eine separate Höhenstandsregulierung
bei gleichzeitiger Ablagerung des Schlammes an der Flüssigkeitsoberfläche und
in der Rinne ist nicht erforderlich. Die Förderelemente nehmen also durch
die Wirkung der Drehbewegung der genannten Welle oder des ähnlichen
Zylinders den auf der Flüssigkeitsoberfläche vorhandenen oder
sich ablagernden Schlamm mit und befördern ihn aus der Rinne über deren
Oberkante weiter in einen Schlammkanal oder ein Becken, unabhängig davon,
in welcher Höhe
sich die Flüssigkeitsoberfläche im Bereich
der Abschlämmrinne
befindet.
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Die
an der Welle oder dem ähnlichen
Zylinder befestigten Förderelemente
weisen zumindest eine Abräumplatte,
-schaufel oder Ähnliches
auf, die im Wesentlichen die Länge
der sich über
die Breite des Beckens erstreckenden Abschlämmrinne aufweist und die von
der waagerechten Drehachse der Welle oder des ähnlichen Zylinders im Wesentlichen in
radialer Richtung nach außen
gerichtet ist.
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Die
Abschlämmrinne
hat im Wesentlichen die Form eines Kreiszylinderflächenteils
derart, dass bei der Drehung der genannten Welle oder des ähnlichen
Zylinders die Außenkante
der Abräumplatte, -schaufel
oder Ähnlichen
der Form der Abschlämmrinne
folgt.
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Die
Förderelemente
können
zwei oder mehr über
den Umfang der Welle oder des ähnlichen
Zylinders verteilte Abräumplatten,
-schaufeln oder ähnliche
aufweisen. Die Abräumplatten,
-schaufeln oder ähnlichen
sind vorzugsweise plan, rinnen- oder spiralförmig. Die Kante jeder Abräumplatte,
-schaufel oder ähnlichen
ist mit einer aus geeignetem Material bestehenden Dichtung ausgerüstet, mit
der die Abräumplatte,
-schaufel oder ähnliche
gegen die Oberfläche
der Abschlämmrinne
abgedichtet ist.
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Die
eine Abschlämmrinne
und Abräumvorrichtungen
aufweisende erfindungsgemäße Anlage ist
zweckmäßig als
einheitliche und integrierte Einheit ausgeführt, die insbesondere in Wasseraufbereitungsanlagen,
Abwasseneinigungsanlagen oder ähnlichen
Anlagen als Gesamtheit an ein Klärbecken montierbar
ist.
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Die
Abschlämmanlage
ist zweckmäßig mit einem
Schlammablasskanal verbunden.
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Die
erfindungsgemäße Abschlämmvorrichtung
eignet sich sehr gut und insbesondere für den Einsatz in Wasser- und
Abwasseraufbereitungsanlagen, die im Flotationsverfahren arbeiten.
Ihr Vorteil gegenüber
den früher
betriebenen Ab schlämmvorrichtungen
wird insbesondere auch beim Abschlämmen im Wirbelflotationsverfahren
deutlich, bei dem die Oberflächenbelastungen über 45 m3/m/h liegen können, womit das Schlammaufkommen
pro Quadratmeter in kurzer Zeit ansteigt.
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Da
beim Wirbelflotationsverfahren vorteilhaft ist, die Überlaufkante
für das
saubere Wasser und die Überlaufkante
für das
Abschlämmen
sehr lang und den Wasserdurchflussweg schon dank der flotationsströmungstechnischen
Eigenschaften und der Konstruktionen kurz auszuführen, kann der Schlamm außerdem sehr
trocken oder verdünnt
entfernt werden, indem die mit dem Schlamm mitfließende Wassermenge
durch die Dichtigkeit zwischen Rinne und Entfernungsschaufel geregelt
wird. Dadurch werden die Vorteile der Erfindung für den Teil
des Durchflusses und der Abschlämmung
noch deutlich weiter betont.
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Das
Abschlämmen
kann kontinuierlich oder periodisch erfolgen, wobei die Zwischenzeiten
und die Dauer der Abschlämmung
bei geeigneter Wahl der wirtschaftlichsten Zeiten in Bezug auf die
im Rohwasser enthaltenen Verunreinigungen erfolgen kann, was auch
insbesondere in der Abwasserreinigung betont zum Vorteil ist. Dabei
variiert die Qualität
und Menge des zulaufenden Abwassers je nach dem, ob es sich um Tag
oder Nacht handelt, oder ob es sich um spezielles Industrieabwasser
handelt, wie z. B. bei einer Papierfabrik oder einem Schlachthof.
Die erfindungsgemäße Anlage
lässt auch
große
Schwankungen der zulaufenden zu reinigenden Wassermenge zu, dessen
ungeachtet die Funktion der Anlage und die Abschlämmung ungestört bleiben.
Die Abschlämmung
verursacht auch keine Strömungsspitzen
und beeinträchtigt
das Reinigungsergebnis nicht.
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Die
Abschlämmanlage
arbeitet zugleich als Ausgleichs- und Regelungsvorrichtung des Wasserstandes
im Becken, womit die Überlaufkante
des gereinigten Wassers in der Bauphase stationär ausgeführt werden kann, ohne dass
ihre Höhe
bei variierendem Durchfluss verstellt zu werden braucht. Die weiteren
Vorteile und charakteristischen Merkmale der Erfindung gehen aus
der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung hervor.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die in den Figuren
der beigefügten
Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben, auf welche die Erfindung jedoch nicht eng begrenzt
ist.
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1 ist
eine Schnittzeichnung einer von der Seite gesehenen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Abschlämmanlage
entsprechend dem Schnitt an der Stelle I-I nach 2.
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2 zeigt
die Anlage nach 1 von oben gesehen.
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3 zeigt
von der Seite gesehen einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Abschlämmanlage
entsprechend dem Schnitt an der Stelle III-III nach 4.
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4 zeigt
die Anlage nach 3 von oben gesehen.
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5 zeigt
von der Seite gesehen einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Abschlämmanlage
von der Seite gesehen entsprechend dem Schnitt an der Stelle V-V
nach 6.
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6 zeigt
die Anlage nach 5 von oben gesehen.
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7 zeigt
von der Seite gesehen einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Abschlämmanlage
von der Seite gesehen entsprechend dem Schnitt an der Stelle VII-VII
nach 8.
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8 zeigt
die Anlage nach 7 von oben gesehen.
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9 zeigt
von der Seite gesehen einen Schnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abschlämmanlage,
die eine Kombination der Ausführungsformen
nach 1 bis 6 darstellt, an welche Schlammablasskanäle angeschlossen sind,
wobei die Schnittzeichnung dem Schnitt an der Stelle IX-IX nach 10 entspricht.
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10 zeigt
die Anlage nach 9 von oben gesehen.
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In 1 und 2 der
Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Abschlämmanlage zur Entfernung des
auf der Flüssigkeitsoberfläche w1, w2 abgelagerten
Schlammes a1, a2 aus
einem mit Flüssigkeit gefüllten und
durchströmten
Becken, wie Flotationsklärbecken,
allgemein mit Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Anlage 10 nach 1 und 2 weist eine
an der Stirnwand des Beckens oder im Becken angebrachte Abschlämmrinne 11 auf,
die die Durchflussschwankungen des Beckens ohne Höhenstandsregelung
zulässt,
und die oberste Kante der Abschlämmrinne 11 dient
als Austrittskante 11a für den zu entfernenden Schlamm.
Das Becken selbst, in dem die erfindungsgemäße Abschlämmanlage 10 angebracht
ist, ist in den Figuren der Zeichnung nicht gezeigt. Weiter weist
die Abschlämmanlage 10 Vorrichtungen 12, 13 zum
Befördern
des Schlammes a1, a2 von
der Flüssigkeitsoberfläche w1, w2 durch die Abschlämmrinne 11 über die
Austrittskante 11a hinweg in einen Schlammablasskanal (17; 9), Schlammbecken
(nicht gezeigt) oder Ähnliches.
Genannte Vorrichtungen zum Befördern
des Schlammes a1, a2 sind
an der Abschlämmrinne 11 angeordnet
und sie weisen einen im Wesentlichen die Breite der Abschlämmrinne 11 aufweisenden
langförmigen, sich
in waagerechter Richtung erstreckenden rotierenden Zylinder 12 oder
eine ähnliche
Welle auf, die mit daran befestigten Förderelementen 13 ausgerüstet ist.
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In
der Darstellung nach 1 ist das rotierende Teil ausdrücklich ein
Zylinder 12, wobei die an diesem befestigten Förderelemente
zumindest eine Abräumplatte 13,
-schaufel oder Ähnliches
aufweisen, die im Wesentlichen die Länge des Zylinders 12 aufweist
und die sich von der waagerechten Drehachse X des Zylinders 12 im
Wesentlichen in radialer Richtung nach außen erstreckt. Die Abräumplatten 13 oder ähnliche
Schaufeln nehmen durch die Wirkung der Drehbewegung des genannten
Zylinders 12 den auf der Flüssigkeitsoberfläche w1, w2 befindlichen
Schlamm a1, a2 mit
und befördern
ihn aus dem Becken weiter unabhängig
von der Höhe
der Flüssigkeitsoberfläche w1, w2 im Bereich
der Abschlämmrinne 11.
Die verschiedenen Höhen
der Flüssigkeitsoberfläche ebenso
wie der Schlammoberfläche
sind in 1 durch die Bezugszeichen w1, w2 und a1, a2 verdeutlicht.
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Die
zur Anlage 10 gehörende
Abschlämmrinne 11 hat
im Wesentlichen die Form eines Kreiszylinderflächenteils derart, dass bei
der Drehung des genannten Zylinders 12 die Außenkante
der Abräumplatte 13,
-schaufel oder Ähnlichen
der Form der Abschlämmrinne 11 folgt.
In 1 und 2 ist nur eine Abräumplatte 13 gezeigt,
aber von den genannten Abräumplatten 13 oder ähnlichen
Schaufeln können
je nach Bedarf zwei oder mehr über
den Umfang des Zylinders 11 verteilt sein. In der Ausführungsform nach 1 und 2 ist
die Abräumplatte 13 plan. Damit
die Dichtigkeit der Abräumplatten 13 während der
Schlammentfernungsphase beim Befördern
des Schlammes entlang der Abschlämmrinne 11 aufwärts genügend gut
ist, können
die Kanten der Abräumplatte 13 mit
einer aus geeignetem Material bestehenden Dichtung (nicht gezeigt)
ausgerüstet
werden, mit der die Abräumplatte 13 an
der Oberfläche der
Abschlämmrinne 11 abgedichtet
wird.
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Die
sich aus dem rotierenden Zylinder 12 und einer oder mehreren
Abräumplatten 13 zusammensetzenden
Abräumvorrichtungen
und die Abschlämmrinne 11 können vorzugsweise
als eine einheitliche und integrierte Einheit z. B. in einer Werkstatt
gefertigt und als solche in ihrer Gesamtheit an eine Wandkonstruktion
wie z. B. in einer Kläranlage am
Klärbecken
angebaut werden.
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Der
Zylinder 12 ist auf eine Welle 15 montiert, die
an der stationären
Konstruktion drehbar gelagert ist. Der Zylinder 12 kann
insgesamt durch eine einfache Welle ersetzt werden. Die Welle 15 ist
mit einem zweckmäßigen Antrieb
oder entsprechenden Antriebsaggregat 16 zum Rotieren der
Welle 15 versehen.
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In 3 und 4 ist
eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, in der die Abschlämmanlage allgemein mit Bezugszeichen 10a bezeichnet
ist. Für
die Teile und Komponenten, die mit der Ausführungsform nach 1 und 2 identisch
sind, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet und für ihren
Teil wird auf die vorherige Beschreibung hingewiesen. Die Darstellung
unterscheidet sich von der vorher beschriebenen Ausführungsform
nach 3 und 4 darin, dass die Abräumplatte 13 oder ähnliche
Schaufel bei dieser Ausführungsform
nicht plan und eben sondern spiralförmig ist. Auch in diesem Fall
kann die spiralförmige
Abräumplatte 13 mit
Dichtung ausgerüstet sein.
Auch bei dieser Ausführungsform
kann die Abräumplatte 13 oder ähnliche
Schaufel mit Dichtung versehen sein.
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In
der Ausführungsform
nach 5 und 6 ist die Abschlämmanlage
allgemein mit Bezugszeichen 10b bezeichnet. Auch bei der
Ausführungsform
nach 5 und 6 werden für die entsprechenden Teile
und Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet wie bei den
vorher beschriebenen Ausführungsformen
und in diesem Zusammenhang nicht erneut beschrieben. Gegenüber den
vorher beschriebenen Ausführungsformen
unterscheidet sich die Lösung
nach 5 und 6 darin, dass die Abschlämmrinnenkonstruktion
der Abschlämmanlage 10b außer der
einfachen Abschlämmrinne 11 eine
vor dieser angeordnete plane oder ähnliche Verlängerungsplatte 14 zur
Verhinderung des Zurückfließens von
eventuell aus dem Schlamm gelösten
kleinen Teilchen aufweist.
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In
der zweiten Ausführungsform
nach 7 und 8 ist die Abschlämmanlage
allgemein mit Bezugszeichen 10b bezeichnet. Auch bei dieser Ausführungsform
werden für
die entsprechenden Teile und Komponenten der vorher beschriebenen
Ausführungsformen
die gleichen Bezugszeichen verwendet und in diesem Zusammenhang
nicht erneut beschrieben.
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Die
in 7 und 8 gezeigte Ausführungsform
unterscheidet sich von der Ausführungsform
nach 5 und 6 darin, dass die Form der Abräumplatte 13 oder
-platten oder ähnlichen
spiralförmig
ist wie bei der Lösung
nach 3 und 4.
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In 9 und 10 sind
die in den vorherigen Figuren gezeigten Abschlämmanlagen 10, 10a, 10b miteinander
kombiniert. In 9 und 10 wird
verdeutlicht, dass mit der Abschlämmanlage 10 ein Schlammablasskanal 17 verbunden
ist, in welchen die Abräumplatte 13,
Abräumplatten
oder ähnliche
den Schlamm a1, a2 von
der Flüssigkeitsoberfläche w1, w2 durch die Abschlämmrinne 11 über die Austrittskante 11a hinweg
befördert.
Wie insbesondere 9 zeigt, kann der Schlammablasskanal 17 am
Boden entweder gerundet oder plan sein. In 9 ist mit
den Bezugszeichen 21, 22 eine Lösung des
Schlammablasskanals 17 bezeichnet, der an die Konstruktion
der in 1 bis 4 gezeigten Abschlämmrinne 11 der
Abschlämmanlagen 10, 10a angeschlossen
ist. Mit dem Bezugszeichen 21 ist ein gerundeter und mit
Bezugszeichen 22 ein planer Boden des Schlammablasskanals 17 bezeichnet.
In gleicher Weise ist mit Bezugszeichen 23, 24 eine
Lösung
des Schlammablasskanals 17 bezeichnet, der an die Konstruktion
der in 5 bis 8 gezeigten Abschlämmrinne 11 der
mit Verlängerungsplatte 14 versehenen
Abschlämmanlagen 10b angeschlossen ist.
Mit Bezugszeichen 23 ist ein gerundeter und dementsprechend
mit Bezugszeichen 22 ein planer Boden des Schlammablasskanals 17 bezeichnet. Alle
in 9 gezeigten Bodenformen des Schlammablasskanals 17 dienen
nur als Beispiele und ihre Formen können von den in der Figur gezeigten
abweichen.
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Ein
für alle
Ausführungsformen
gemeinsames Merkmal besteht z. B. darin, dass als Abräumplatte 13 oder ähnliche
Schaufel alternativ eine ebene, plane, rinnenförmige oder spiralförmige Konstruktion
eingesetzt werden kann.
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Die
Abschlämmung
erfolgt bei ruhiger Umdrehung des Zylinders 11 oder ähnlichen
der Abschlämmanlagen 10, 10a, 10b um
seine Achse X, wobei die Abräumplatte 13 oder
Abräumplatten
beim Abschälen
eines Teils des an der Oberfläche
abgelagerten Schlammes a1, a2 mitnehmen,
wobei erreicht werden kann, dass das dicht darunter vorhandene Wasser
mit folgt. Die Abräumplatte 13 befördert das möglicherweise
aus dem Schlamm a1, a2 mitkommende
Wasser entlang der Abschlämmrinne 11 über deren Überlaufkante 11 in
den Schlammablasskanal 17 oder Ähnliches. Die Rotation des
Zylinders 12 oder einer ähnlichen Welle 15 der
Abschlämmanlage 10, 10a, 10b kann
mit einem geeigneten Antrieb 16, wie z. B. periodisch gesteuertem
oder mit Getriebe versehenem Elektromotor, Keilriemen- oder Kettenantrieb
oder direktem Zug ausgeführt
werden und die Zwischenzeiten und Längen der Betriebsperioden können aufgrund
des Bedarfs der aus dem Schlamm a1, a2 anfallenden zu entfernenden Schlammschichtmenge
automatisch oder kontinuierlich gesteuert werden.
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Während des
Abschlämmen,
wenn die Abräumplatte 13 oder
platten den Schlamm berühren oder
sonst die Oberfläche
des Schlammes a1, a2 mechanisch
befördern,
können
sich von der Schlammoberfläche
Flocken lösen,
die dazu neigen, zum Boden hin abzusinken. Bei der erfindungsgemäßen Abschlämmung bleiben
diese Flocken an der Oberfläche
der Verlängerungsplatte 14 der
Abschlämmanlage 10, 10a, 10b und
das nachströmende
Wasser oder die beispielsweise bei Wirbelflotation tief gehenden
Mikrobläschen
der Wasser-Luftschicht lenken sie, mit dem austretenden Schlamm
und dem ihm folgenden Wasser in die Abschlämmrinne 11 zu fließen und
eine unterseitige Platte ist nicht erforderlich. So können sie
das Reinigungsergebnis nicht beeinträchtigen.
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Im
Vorstehenden wurde die Erfindung anhand von Beispielen unter Hinweis
auf die Figuren der beigefügten
Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Ausführungsformen der Erfindung
können
im Rahmen des in den beigefügten
Patentansprüchen definierten
erfinderischen Gedankens variieren.