DE102011013601B4 - Verfahren zum Lösen und Verdünnen von polymeren Flockungshilfsmitteln - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Lösen und Verdünnen von polymeren Flockungshilfsmitteln in einer in Flussrichtung (F) zwischen einem Einlass (4) und einem Auslass (6) angeordneten Mischkammer (14) mit einem konstanten Querschnitt und mit wenigstens einer aus einem mit einer Welle (22) verbundenen und drehbar gelagerten Mischstern (18) und einem ortsfesten Mischring (20) bestehende Mischeinheit (16), wobei zum Lösen und Verdünnen der polymeren Flockungshilfsmittel mit Wasser in der Mischkammer (14) eine erste translatorische Bewegungsrichtung in Flussrichtung (F) entlang einer Achse vom Einlass (4) zum Auslass (6) der Mischkammer (14) und eine zweite rotatorische Bewegungsrichtung mit einer Drehrichtung um die sich vom Einlass (4) zum Auslass (6) erstreckende Achse erzeugt wird, wobei in der Mischkammer (14) die Flockungshilfsmittel bei einem Verhältnis von der Fließgeschwindigkeit in Flussrichtung (F) von dem Einlass (4) zu dem Auslass (6) durch das Produkt aus Anzahl der Mischeinheiten (16) und einer Drehzahl des Mischsterns (18) um die sich in Flussrichtung (F) erstreckende Längsachse der Welle (22) zwischen 150 und 185, insbesondere zwischen 160 und 175, gelöst und verdünnt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen und Verdünnen von polymeren Flockungshilfsmitteln in einer in Flussrichtung zwischen einem Einlass und einem Auslass angeordneten Mischkammer mit wenigstens einer Mischeinheit. Ferner betrifft die Erfindung eine Mischpumpe zum Lösen und Verdünnen von polymeren Flockungshilfsmitteln und eine Anlage mit einer derartigen Mischpumpe.
  • Für die Abwasseraufbereitung sowie zur Entwässerung von Klärschlämmen werden polymere Flockungshilfsmittel (FHM) eingesetzt. Diese Flockungshilfsmittel bestehen z. B. aus langkettigen synthetischen und/oder organischen Polymeren. Werden diese Polymere in Wasser gelöst, bilden sich viele sowohl positiv als auch negativ geladene Teilchen. Deshalb werden die Polymere als Polyelektrolyte bezeichnet. Werden sogenannte kationische Polyelektrolyte eingesetzt, können die aus dem Abwasser zu entfernenden negativ geladenen Schmutzpartikel ausgefällt werden. Um Klärschlamm maschinell entwässern zu können, muss vorab eine Konditionierung erfolgen. Dies erfolgt mittels der Polyelektrolyte als Flockungshilfsmittel zur Abtrennung der suspendierten Feststoffe.
  • Kommerziell erhältliche Flockungshilfsmittel unterscheiden sich in ihrer chemischen Zusammensetzung (Ladungsart, Ladungsgehalt und Ladungsverteilung) und sterischen Struktur (Molmasse, Molmassenverteilung und Gelknäuelvolumina). Es werden Polymere in Emulsionsform, mit 30–50% Wirksubstanzanteilen, emulgiert in Trägerölen in so genannten Lösestationen zu einer 0,01–0,5%tigen Gebrauchslösung, vor ihrer Verwendung als Flockungshilfsmittel, aufbereitet.
  • Diese Lösestationen sind sogenannte Zwei-/ oder Mehrkammeranlagen, die im Chargenbetrieb arbeiten. Hierbei wird einer bestimmten Wassermenge eine bestimmte Menge Polymer-Emulsion (30–50%tig) in entsprechendem Verhältnis, um die gewünschte Verdünnung (0,01–0,5%tig) zu erhalten, zugeführt. Die in Knäuel miteinander verschlungenen Molekülfäden der Polymer-Emulsionen können sich jetzt im Wasservolumen strecken. Dies erfolgt mit Unterstützung einer Mischeinrichtung (Rührwerk), und ist abgeschlossen, wenn in allen Bereichen der Kammer bzw. des Ansatzbehälters die gleiche Viskosität vorhanden ist, d. h. eine vollkommene Durchmischung (gleichmäßige Verteilung) der Emulsion im Verdünnungswasser erreicht wurde. Die benötigte Zeit hierfür wird im Allgemeinen auch die Reifezeit genannt. Sie ist abhängig von der Kammer- bzw. Behältergröße, Wirksubstanzanteilen der Emulsion, der gewünschten Verdünnung und zuletzt der eingetragenen Mischenergie.
  • Die Nachteile dieser Lösestationen sind, der große Platzbedarf, eventueller bakterieller Befall und unflexibler sowie langsamer Wechsel auf andere Einsatzstoffe und Wirkstoffkonzentrationen. Des weiteren ist die Haltwertzeit der fertigen Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösung begrenzt. Nicht verbrauchte Lösungen arbeiten schon nach wenigen Stunden Stillstandzeiten stark wirkvermindernd, und sind gar nach spätestens 1 bis 2 Tage fast vollkommen wirklos. Dies bedeutet für die Anlagenbetreiber einen erhöhten Flockungshilfsmittel-Verbrauch und zusätzliche Entsorgungskosten für die wirklose Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösung.
  • Die zurzeit von wenigen Herstellern angebotenen sogenannten Durchlaufanlagen werden von Polymer Herstellern nicht empfohlen. Diese Durchlaufanlagen bestehen zu meist aus einer Kombination von normalen Kreisel-, Zahnrad- oder Exenterschneckenpumpen mit davor oder dahinter geschalteten statischen oder dynamischen Mischeinrichtungen. Diese Anlagen verdünnen die z. B. in Form einer Polymer-Emulsion vorliegenden polymeren Flockungshilfsmittel ohne eine vollständige Molekülkettenstreckung bzw. -ausbildung zu erreichen, da keine Vollkommene Durchmischung erreicht wird. Der Grund hierfür liegt hauptsächlich darin, dass aufgrund der zu hohen Fließgeschwindigkeiten im Mischbereich, der zu mischenden Medien sich eine zu kurze Verweilzeit ergibt und hierdurch nicht genügend und intensiv gemischt wird. Bei sofortigem Gebrauch dieser Gebrauchslösungen hat dies einen erhöhten Polymerverbrauch zur Folge.
  • Aus dem Dokument DE 39 39984 A1 ist eine Aufbereitungsvorrichtung zum Aufbereiten von Flockungshilfsmitteln bekannt. Der Mischbehälter weist mehrere, in Durchströmungsrichtung hintereinander angeordnete und durch Trennwände abgegrenzte Kammern auf. In jeder Kammer sind Rührflügel und Überlauföffnungen vorgesehen.
  • Aus dem Dokument DE 921622 U1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Lösen und Verdünnen polymerer Flockungshilfsmittel bekannt. Die Vorrichtung gemäß dem Dokument D2 weist einen Mischreaktor auf, der über Leitungen mit einer Pumpe einen geschlossenen Kreislauf für die Flockungshilfsmittellösung bildet, so dass die Flockungshilfsmittellösung mehrfach durch den Mischreaktor geführt werden kann.
  • Aus dem Dokument DE 10 2004 055 072 A1 ist eine Vorrichtung zur dosierten Zumischung eines pulver- oder granulatförmige, flüssigkeitslöslichen Flockungshilfsmittels in einer Flüssigkeit bekannt. Zum Transport des Flockungshilfsmittels zur Flüssigkeit ist eine transportierende Druckluftleitung vorgesehen.
  • Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lösen und Verdünnen von polymeren Flockungshilfsmitteln bereitzustellen, die eine optimale Durchmischung und zweckmäßigerweise eine zeitgleiche Mengendosierung der Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösung in den zu konditionierenden Abwasser- oder Schlammstrom gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren zum Lösen und Verdünnen von polymeren Flockungshilfsmitteln in einer in Flussrichtung zwischen einem Einlass und einem Auslass angeordneten Mischkammer mit einem konstanten Querschnitt und mit wenigstens aus einem mit einer Welle verbundenen und drehbar gelagerten Mischstern und einem ortsfesten Mischring bestehende einer Mischeinheit vorgesehen, wobei zum Lösen und Verdünnen der polymeren Flockungshilfsmittel mit Wasser in der Mischkammer eine erste translatorische Bewegungsrichtung in Flussrichtung entlang einer Achse vom Einlass zum Auslass der Mischkammer und eine zweite rotatorische Bewegungsrichtung mit einer Drehrichtung um die sich vom Einlass zum Auslass erstreckende Achse erzeugt wird, wobei in der Mischkammer die Flockungshilfsmittel bei einem Verhältnis von der Fließgeschwindigkeit in Flussrichtung von dem Einlass zu dem Auslass zum Produkt aus Anzahl der Mischeinheiten und einer Drehzahl des Mischsterns um die sich in Flussrichtung erstreckende Längsachse der Welle zwischen 150 und 185, insbesondere zwischen 160 und 175, gelöst und verdünnt werden. Somit werden zum Lösen und Verdünnen mit Wasser in der Mischkammer zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen erzeugt: Die erste Bewegungsrichtung ist translatorischer Natur und erstreckt sich entlang einer Achse vom Einlass zum Auslass der Mischkammer, während die zweite Bewegungsrichtung rotatorische Natur mit einer Drehrichtung um die sich vom Einlass zum Auslass erstreckende Achse ist. Es wurde nun überraschender Weise festgestellt, dass bei einem Verhältnis von 150 bis 185, insbesondere von 160 bis 175, der Fließgeschwindigkeit in Richtung der Achse zu der Drehzahl mit Drehrichtung um die Achse, eine nahezu vollkommene Durchmischung bei einmaligen Durchlauf der Mischkammer erhalten wird, d. h., die Viskosität ist in allen Bereichen der Mischkammer gleich. Anders ausgedrückt ist das Verhältnis = Fließgeschwingkeit/(Drehzahl × Anzahl der Mischeinheiten). Somit ist möglich, bedarfsgerecht Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösungen bereitzustellen und Verluste durch Unbrauchbarwerden von Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösungen deutlich zu minimieren.
  • Um eine besonders gute Durchmischung zu erreichen wird eine aus einem drehbar gelagerten Mischstern und einem ortsfesten Mischring bestehende Mischeinheit verwendet. Der Mischstern wird dabei mit der Drehzahl gedreht. Analog zu einer Turbine mit rotierenden und feststehenden Schaufelrädern bewirken der drehbare Mischstern und der ortsfeste Mischring die Durchmischung.
  • In der Mischkammer kann nur eine Mischeinheit angeordnet sein, d. h. die Durchmischung erfolgt quasi in einer Stufe. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Mischkammer mit 3 bis 10, insbesondere 6 bis 8 Mischeinheiten verwendet wird. Somit weist die Mischkammer eine entsprechende Anzahl von Stufen auf. Durch das Vorsehen mehrere Mischeinheiten kann das Verhältnis von Fließgeschwindigkeit zu Drehzahl ähnlich einem Getriebe reduziert werden, z. B. bei sieben Mischeinheiten reduziert sich das Verhältnis von 167/1 zu 167/7. Somit erlauben die Mischeinheiten z. B. eine Anpassung an die Drehzahl eines Pumpenrades oder eines Antriebs der Mischkammer.
  • Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften – dem polare Charakter der Polyelektrolyte – kann zur Messung und Regelung des Mischungsverhältnissen der Wasser/Flockungshilfsmittelemulsion neben einer kostenintensiven Coriolis-Messung ein Auslitern mittels einer Exzenterschnecke- oder Zahnradpumpe erfolgen. Bei konstanten physikalischen Eigenschaften der Flockungshilfsmittelemulsion kann die während eines Zeitintervalls geförderte Menge aus der Motordrehzahl der Pumpe bestimmt werden. Hierbei müssen, wie vor beschrieben, die physikalischen Eigenschaften konstant bleiben. Da die Flockungshilfsmittel-Emulsion eine dynamische Viskosität von ca. 4.000 mPa·s bei 20°C, ca. 15.000 mPa·s bei 10°C und > 7,0 mPa·s bei 40°C aufweist, erfordert dies ein ständiges Nachjustieren und ist daher nicht praktikabel. Vorzugsweise wird deshalb Flockungshilfsmittel gelöst und verdünnt, dass auf eine konstante Temperatur gehalten wird. Die konstante Temperatur kann in einem Bereich von 25°C bis 30°C liegen, während bei Temperaturen von 45°C bis 50°C die Polymere unbrauchbar werden. Der Wert von 25°C bis 30°C liegt oberhalb der Umgebungstemperatur. So kann durch Erwärmen auf einen bestimmten Wert oberhalb der Umgebungstemperatur auf einfache Weise die Temperatur konstant gehalten und damit auch die dynamisch Viskosität, ohne das Kühlaggregate nötig sind. Zum Erwärmen kann ein Wärmetauscher verwendet werden. Somit herrscht z. B. bei Eintritt in eine Konzentratpumpe zum Fördern einer Polymer-Emulsion eine konstante Temperatur und damit konstante dynamische Viskosität. Dies erlaubt eine Regelung des Mischungsverhältnisses durch Auswertung der Motordrehzahl der Konzentratpumpe.
  • Ferner gehört zur Erfindung eine Mischpumpe zum Lösen und Verdünnen von polymeren Flockungshilfsmitteln, wenigstens umfassend einen Einlass, einen Auslass und eine Flockungshilfsmittel-Zuführleitung für polymere Flockungshilfsmittel, z. B. in Form einer Polymer-Emulsion. Zwischen dem Einlass und dem Auslass sind eine Pumpenkammer und eine Mischkammer mit einem konstanten Querschnitt flüssigkeitsführend miteinander verbunden. In der Pumpenkammer ist ein Pumpenrad und in der Mischkammer wenigstens eine Mischeinheit auf einer motorgetriebenen Welle angeordnet, wobei die Mischeinheit aus einem mit der Welle verbundenen Mischstern und einem ortsfesten Mischring besteht, wobei die Flockungshilfsmittel-Zuführleitung zur Zuführung polymerer Flockungshilfsmittel in die Mischkammer ausgebildet ist.
  • Erfindungsgemäß ist zum Lösen und Verdünnen der polymeren Flockungshilfsmittel mit Wasser in der Mischkammer eine erste translatorische Bewegungsrichtung in Flussrichtung entlang einer Achse vom Einlass zum Auslass der Mischkammer und eine zweite rotatorische Bewegungsrichtung mit einer Drehrichtung um die sich vom Einlass zum Auslass erstreckende Achse erzeugbar, wobei in der Mischkammer das Verhältnis von der Fließgeschwindigkeit in Flussrichtung von dem Einlass zu dem Auslass zum Produkt aus Anzahl der Mischeinheiten und der Drehzahl des Pumpenrades und des Mischsterns um eine sich in Flussrichtung erstreckende Längsachse der Welle zwischen 150 und 185, insbesondere zwischen 160 und 175, liegt.
  • Die Mischeinheit besteht aus einem mit der Welle verbundenen Mischstern und einem ortsfesten Mischring. Im Betrieb rotiert der Mischstern mit der Drehzahl. Dies erlaubt z. B. eine Anpassung an die Drehzahl eines Pumpenrades oder eines Antriebs der Mischkammer. Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass 3 bis 10, insbesondere 6 bis 8 Mischeinheiten vorgesehen sind. Anstelle eines oder mehrere drehbaren Mischsterne können auch Leitbleche verwendet werden, um die Durchmischung zu bewirken.
  • Schließlich gehört zur Erfindung eine Anlage zur Abwasseraufbereitung oder zur Entwässerung von Klärschlamm, wenigstens aufweisend eine derartige Mischpumpe verbunden mit einer Flockungshilfsmittel-Zuführleitung.
  • Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • 1a eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage,
  • 1b eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage,
  • 1c eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Flockungshilfsmittel-Aufbereitungsanlage zum Verdünnen und Mischen von polymeren Flockungshilfsmitteln,
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Mischpumpe,
  • 4 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A in 3,
  • 5 eine perspektivische Darstellung eines Pumpenrades einer erfindungsgemäße Mischpumpe,
  • 6 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B in 3,
  • 7 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie C-C in 3,
  • 8 eine Draufsicht auf einen Mischstern einer erfindungsgemäßen Mischpumpe,
  • 9 eine Seitenansicht eines Mischsterns einer erfindungsgemäßen Mischpumpe
  • 10 eine Draufsicht auf einen Mischring einer erfindungsgemäßen Mischpumpe, und
  • 11 eine Seitenansicht eines Mischrings einer erfindungsgemäßen Mischpumpe.
  • Es wird zunächst auf die 1a bis 1c Bezug genommen.
  • Dargestellt sind drei Ausführungsbeispiele von Anlage 24 zur Schlammentwässerung. Die drei Anlagen 24 umfassen je eine Flockungshilfsmittel-Aufbereitungsanlage 62, die jeweils identisch aufgebaut ist, und eine Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösungs-Zuführleitung 70 sowie je eine Schlammentwässerungsanlage 74a, 74b, 74c.
  • Die Schlammentwässerungsanlagen 74a, 74b, 74c weisen je einen Schlammvorlagebehälter 76, eine Schlammpumpe 68 und einen Motormischer 60 auf. Die Schlammentwässerungsanlage 74a gemäß der 1a weist eine motorgetriebene Zentrifuge 54, die Schlammentwässerungsanlage 74b gemäß der 1b weist eine Siebbandpresse 56 und die Schlammentwässerungsanlage 74c gemäß der 1c weist eine Kammfilterpresse 58 auf. Zur Erzeugung eines Drucks im Bereich von 15 bis 16 bar ist in Strömungsrichtung der Kammfilterpresse 58 eine motorgetriebene Druckpumpe 78 vorgeschaltet.
  • Es werden nun unter zusätzlicher Bezugnahme auf 2 die Flockungshilfsmittel-Aufbereitungsanlagen 62 zum Verdünnen und Mischen von polymeren Flockungshilfsmitteln, d. h. zum Bereitstellen einer Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösung für die Anlagen 24 erläutert.
  • Die Flockungshilfsmittel-Aufbereitungsanlagen 62 umfassen je einen Polymerkonzentrattank 48, in dem ein Polymerkonzentrat in Form einer Polymer-Emulsion bevorratet wird. Zum auf eine festgelegte Temperatur halten, z. B. auf 25°C, 48 ist eine Heizung 26 vorgesehen, die zur Wärmeenergieübertragung einen Wärmetauscher 28 aufweist. Der Heizung 26 in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist eine motorgetriebene Polymerkonzentratpumpe 50 zum Fördern des Polymerkonzentrats. Es kann sich bei der Poymerkonzentratpumpe 50 um eine Exzenterschnecken- oder Zahnradpumpe handeln.
  • Der Polymerkonzentratpumpe 50 ist in Strömungsrichtung nachgeschaltet eine motorgetriebene Mischpumpe 2, wobei die Polymerkonzentratpumpe 50 mit einer Flockungshilfsmittel-Zuführleitung 8 der Mischpumpe 2 flüssigkeitsführend verbunden ist. Die Mischpumpe 2 ist außerdem flüssigkeitsführend mit einem Wasservorratstank 52 verbunden, so dass der Mischpumpe 2 Wasser aus dem Wasservorratstank zugeführt werden kann. Die Mischpumpe 2 verlässt eine Lösung aus Wasser und polymere Flockungshilfsmitteln, d. h. eine Wasser/Flockungshilfsmittel-Lösung die durch die Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösungs-Zuführleitung 70 der Anlage 24 zugeführt wird.
  • Im Betrieb wird Abwasser aus dem Schlammvorlagebehälter 76 mittels der Schlammpumpe 68 zu den Motormischer 60 gefördert. Dort wird Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösung mit dem Abwasser vermischt und anschließend entweder der Zentrifuge 54, der Siebbandpresse 56 oder der Presse 58 zugeführt, wo eine Entwässerung durchgeführt wird.
  • Es wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 11 der Aufbau und die Funktion der Mischpumpe 2 erläutert.
  • Die Mischpumpe 2 weist einen Einlass 4 für Wasser aus dem Wasservorratstank 52, einen Anschlussstutzen für die Flockungshilfsmittel-Zuführleitung 8 und einen Auslass 6 die gebrauchsfertige Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösung auf. Die Mischpumpe 2 weist außerdem eine Pumpenkammer 10 und eine Mischkammer 14 auf. Die Mischkammer 14 und die Pumpenkammer 10 sind so in Flussrichtung der Mischpumpe 2 angeordnet, dass zuerst Flüssigkeit vom Einlass 4 durch die Mischkammer 14, dann durch die Pumpenkammer 10, und dann schließlich zum Auslass 6 gefördert wird. Die Pumpenkammer 10 wird aus einem Pumpenraddeckel 30 und einem Pumpenradgehäuse 32 gebildet. Ein Verbindungsrohr 34 stellt eine flüssigkeitsführende Verbindung zwischen der Pumpenkammer 10 und der Mischkammer 14 her.
  • Durch die Pumpenkammer 10 und die Mischkammer 14 erstreckt sich eine Welle 22. Die Welle 22 ist mit einem Motor 36, z. B. einem Elektromotor, verbunden. Auf der Welle 22 angeordnet sind in der Pumpenkammer 10 ein Pumpenrad 12 zum Fördern von Flüssigkeit vom Einlass 4 zum Auslass 6 und sieben Mischsterne 18 in der Mischkammer 14. Somit drehen sich das Pumpenrad 12 und die sieben Mischsterne 18 mit der gleichen Drehzahl.
  • Das Pumpenrad 12 weist eine Mehrzahl von gekrümmt gestalteten Schaufeln 64 auf, um eine radiale Strömung wie bei Kreiselpumpen zu erreichen und um den Wirkungsgrad des Pumpenrades 12 zu erhöhen (siehe 4 und 5).
  • Die sieben in der Mischkammer 14 auf der Welle 22 angeordneten Mischsterne 18 gehören zu sieben in der Mischkammer 14 angeordneten Mischeinheiten 16. Jede Mischeinheit 16 umfasst einen sich mit der Welle 22 drehenden Mischstern 18 und einen ortsfest Mischring 20 (siehe 6 und 7).
  • Die Mischsterne 18 weisen eine Mischsternnabe 42 auf, mit der die Mischsterne 18 verdrehfest mit der Welle 22 verbunden sind, so dass sich die Mischsterne 18 mit der Welle 22 drehen. Mit der Mischsternnabe 42 sind acht Mischsternarme 40 verbunden, die sich sternförmig und radial gleichmäßig beabstandet von der Mischsternnabe 42 nach außen erstrecken (siehe 8 und 9).
  • Die Mischringe 20 weisen eine Mischringnabe 46 in ihrer Mitte auf. Von der Mischringnabe 46 erstrecken sich sternförmig und radial gleichmäßig beabstandet voneinander acht Mischringarme 44 zu einem äußeren Ringelement 66. Somit verbinden die Mischringarme 44 die Mischringnabe 46 und das Ringelement 66 miteinander. Das Ringelement 66 bildet dabei zugleich einen Abschnitt des Gehäuses der Mischkammer 14 (siehe 10 und 11). Die Mischeinheiten 16 sind in Flussrichtung hintereinander angeordnet.
  • Im Betrieb wird der Mischpumpe 2 auf z. B. 25°C erwärmtes Polymerkonzentrat von der Konzentratpumpe 50 zugeführt (siehe 2). Durch das Erwärmen mittels der Heizung 26 wird sichergestellt, dass das Polymerkonzentrat eine konstante dynamische Viskosität aufweist, sodass ein direkter Zusammenhang zwischen Pumpendrehzahl und Förderrate besteht. Dies erlaubt es, die Pumpendrehzahl zur Regelung des Mischungsverhältnisses der Wasser/Flockungshilfsmittelemulsion zu verwenden.
  • Durch den Einlass 4 strömt Wasser aus dem Wasservorratstank 52 in die Mischkammer 14. Zugleich strömt durch die Flockungshilfsmittel-Zuführleitung 8 polymeres Flockungshilfsmittel in die Mischkammer 14.
  • Das Wasser und das polymere Flockungshilfsmittel durchlaufen nun die sieben Mischeinheiten 16 nacheinander. In den Mischeinheiten 16 wird durch das Zusammenwirken der Mischsterne 18 und der Mischringe 20 der Wasser/Flockungshilfsmittel-Emulsion zusätzlich zu der Flussrichtung vom Einlass 4 zum Auslass 6 eine Drehbewegung um die Längsachse der Welle 22 aufgezwungen, um eine Durchmischung zu bewirken. Das Verhältnis der Drehzahl der Mischsterne 18 zur Geschwindigkeit in Flussrichtung beträgt z. B. 167/7. Durch Wahl dieses Verhältnisses wird erreicht, dass nach Durchlaufen der sieben Mischeinheiten 16 die Wasser/Flockungshilfsmittel-Emulsion vollständig durchgemischt ist, d. h. die Moleküle der polymeren Flockungshilfsmittel sind vollständig gestreckt.
  • Nach dem Verlassen der Mischkammer 14 strömt die durchgemischte Wasser/Flockungshilfsmittel-Lösung als fertige Gebrauchslösung in die Pumpenkammer 10, wo sie vom Pumpenrad 12 erfasst wird und die Gestaltung der Schaufeln 64 sowie durch Fliehkraftwirkung in Richtung des Auslass 6 beschleunigt wird, um in die Flockungshilfsmittel-Gebrauchslösungs-Zuführleitung 70 gepresst zu werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Lösen und Verdünnen von polymeren Flockungshilfsmitteln in einer in Flussrichtung (F) zwischen einem Einlass (4) und einem Auslass (6) angeordneten Mischkammer (14) mit einem konstanten Querschnitt und mit wenigstens einer aus einem mit einer Welle (22) verbundenen und drehbar gelagerten Mischstern (18) und einem ortsfesten Mischring (20) bestehende Mischeinheit (16), wobei zum Lösen und Verdünnen der polymeren Flockungshilfsmittel mit Wasser in der Mischkammer (14) eine erste translatorische Bewegungsrichtung in Flussrichtung (F) entlang einer Achse vom Einlass (4) zum Auslass (6) der Mischkammer (14) und eine zweite rotatorische Bewegungsrichtung mit einer Drehrichtung um die sich vom Einlass (4) zum Auslass (6) erstreckende Achse erzeugt wird, wobei in der Mischkammer (14) die Flockungshilfsmittel bei einem Verhältnis von der Fließgeschwindigkeit in Flussrichtung (F) von dem Einlass (4) zu dem Auslass (6) durch das Produkt aus Anzahl der Mischeinheiten (16) und einer Drehzahl des Mischsterns (18) um die sich in Flussrichtung (F) erstreckende Längsachse der Welle (22) zwischen 150 und 185, insbesondere zwischen 160 und 175, gelöst und verdünnt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mischkammer (14) mit 3 bis 10, insbesondere 6 bis 8 Mischeinheiten (16) verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine konstante Temperatur gehaltene Flockungshilfsmittel gelöst und verdünnt werden.
  4. Mischpumpe (2) zum Lösen und Verdünnen von polymeren Flockungshilfsmitteln, wenigstens umfassend einen Einlass (4), einen Auslass (6) und eine Flockungshilfsmittel-Zuführleitung (8) für polymerer Flockungshilfsmittel, wobei zwischen dem Einlass (4) und dem Auslass (6) eine Pumpenkammer (10) und eine Mischkammer (14) mit einem konstanten Querschnitt den Einlass (4) und der Auslass (6) flüssigkeitsführend verbindend angeordnet sind, wobei in der Pumpenkammer (10) ein Pumpenrad (12) und in der Mischkammer (14) wenigstens eine Mischeinheit (16) auf einer motorgetriebenen Welle (22) angeordnet ist, wobei die Mischeinheit (16) aus einem mit der Welle (22) verbundenen Mischstern (18) und einem ortsfesten Mischring (20) besteht, wobei die Flockungshilfsmittel-Zuführleitung (8) zur Zuführung polymerer Flockungshilfsmittel in die Mischkammer (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lösen und Verdünnen der polymeren Flockungshilfsmittel mit Wasser in der Mischkammer (14) eine erste translatorische Bewegungsrichtung in Flussrichtung (F) entlang einer Achse vom Einlass (4) zum Auslass (6) der Mischkammer (14) und eine zweite rotatorische Bewegungsrichtung mit einer Drehrichtung um die sich vom Einlass (4) zum Auslass (6) erstreckende Achse erzeugbar ist, wobei in der Mischkammer (14) das Verhältnis von der Fließgeschwindigkeit in Flussrichtung (F) von dem Einlass (4) zu dem Auslass (6) zum Produkt aus Anzahl der Mischeinheiten (16) und der Drehzahl des Pumpenrades (12) und des Mischsterns (18) um eine sich in Flussrichtung (F) erstreckende Längsachse der Welle (22) zwischen 150 und 185, insbesondere zwischen 160 und 175, liegt.
  5. Mischpumpe (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 3 bis 10, insbesondere 6 bis 8 Mischeinheiten (16) in der Mischkammer (14) vorgesehen sind.
  6. Anlage (24) zur Abwasseraufbereitung oder zur Entwässerung von Klärschlamm, wenigstens aufweisend einen Mischer (2) nach Anspruch 4 oder 5, verbunden mit einer Flockungshilfsmittel-Zuführleitung (8).
  7. Anlage (24) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Flussrichtung vor dem Mischer (2) eine Heizung (26) zum auf eine konstante Temperatur halten von polymeren Flockungshilfsmitteln vorgesehen ist.
  8. Anlage (24) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (26) einen Wärmetauscher (28) umfasst.
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