DE102020109403A1 - Process for removing very fine particles from waste water streams - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zur Entfernung von Feinstpartikeln aus Abwasserströmen bei der Aufbereitung mineralischer Stoffe mittels Zentrifugalabscheidern in Verbindung mit einer Linearschwingeranordnung.The invention relates to a novel method for removing very fine particles from waste water streams during the treatment of mineral substances by means of centrifugal separators in conjunction with a linear oscillator arrangement.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Feinstpartikeln aus Abwasserströmen bei der Aufbereitung mineralischer Stoffe mittels Zentrifugalabscheidern gemäß Anspruch 1.The invention relates to a method for removing very fine particles from waste water streams during the treatment of mineral substances by means of centrifugal separators according to
Aus der
Bei der transportablen Vorrichtung zum Trennen und Gewinnen von feinen Partikeln gemäß
Die
Aus dem Stand der Technik ist es also bekannt, sandhaltige Materialien zu reinigen und zu fraktionieren. Abwässer gelangen in üblicher Weise in einen Eindicker oder werden in einen Absetzteich geführt. Insbesondere dann, wenn aus verschiedenen, insbesondere Umweltgründen, keine Flockungshilfsmittel eingesetzt werden dürfen, besteht die Gefahr, dass Absetzteiche sehr schnell verschlammen.It is therefore known from the prior art to clean and fractionate materials containing sand. Wastewater gets into a thickener in the usual way or is led into a settling pond. In particular, if for various, in particular environmental reasons, no flocculation aids may be used, there is a risk that sedimentation ponds will silt up very quickly.
Aus diesem Grunde soll möglichst viel an feinen Sand-, Schluff- und Tonpartikeln aus einem Abwasserstrom, zum Beispiel eines Betriebes zur Aufbereitung mineralischer Stoffe entfernt werden.For this reason, as much as possible of fine sand, silt and clay particles should be removed from a waste water stream, for example from a company that processes mineral substances.
Insofern ist es auch bekannt, in dem Abwasserstrom eine Zyklonstufe mit einem Trennschnitt d50 bezogen auf Partikel mit einer Dichte von 2650 kg/m3 von ca. 40 µm vorzusehen. Hier gelangen Zyklone mit einem Durchmesser zwischen 150 mm und 300 mm zum Einsatz.To this extent, it is also known to provide a cyclone stage with a separating cut d 50 in the waste water flow based on particles with a density of 2650 kg / m 3 of approximately 40 μm. Cyclones with a diameter between 150 mm and 300 mm are used here.
Der Trennschnitt d50 wird definiert als Korngröße, welche mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % sowohl in den Unterlauf als auch in den Überlauf eines Abscheiders gelangen kann. Partikel, die feiner als der angegebene Trennschnitt sind, gelangen hauptsächlich in den Überlauf. Gröbere Partikel als der angegebene Trennschnitt gelangen überwiegend in den Unterlauf.The separating cut d 50 is defined as the grain size that can reach both the underflow and the overflow of a separator with a probability of 50%. Particles that are finer than the specified separating cut mainly end up in the overflow. Particles that are coarser than the specified separating cut mostly end up in the underflow.
Es verbleibt jedoch gemäß dem Stand der Technik das Problem von Feinstanteilen, das heißt Anteilen mit Korngrößen ≥ 8 bis ca. 10 µm. Bisher ist es nicht in zufriedenstellender Weise mit herkömmlichen Mitteln gelungen, auch derartige Feinstanteile aus einem Abwasserstrom bzw. einer Suspension herauszulösen und einzudicken bzw. zu entwässern.According to the state of the art, however, the problem of fine particles remains, that is to say portions with grain sizes 8 to approx. 10 μm. So far, conventional means have not been successful in detaching such fine fractions from a waste water stream or a suspension and thickening or dewatering them in a satisfactory manner.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren zur Entfernung von Feinstpartikeln aus Abwasserströmen bei der Aufbereitung mineralischer Stoffe mittels Zentrifugalabscheidern anzugeben, welches den technischen Anforderungen genügt und das mit einem überschaubaren technisch-technologischen Aufwand umgesetzt werden kann.From the above, it is therefore the object of the invention to provide a further developed method for removing very fine particles from waste water streams in the treatment of mineral substances by means of centrifugal separators, which meets the technical requirements and which can be implemented with a manageable technical-technological effort.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein Verfahren gemäß Definition nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The object of the invention is achieved by a method as defined in
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung von Feinstpartikeln aus Abwasserströmen bei der Aufbereitung mineralischer Stoffe greift zunächst auf an sich bekannte Zentrifugalabscheider in Verbindung mit einem Linearschwinger zurück.The method according to the invention for removing very fine particles from wastewater streams in the treatment of mineral substances initially relies on centrifugal separators known per se in connection with a linear oscillator.
Verfahrensseitig erfolgt zunächst das Sammeln bzw. Aufgeben des zu behandelnden Abwassers, enthaltend Feinstpartikel von im Wesentlichen < 250 µm Korngröße in einem ersten Pumpensumpfbehälter.On the process side, the wastewater to be treated, containing fine particles of essentially <250 μm grain size, is first collected or discharged in a first pump sump.
Der Inhalt aus dem ersten Behälter wird dann zu einem ersten Zentrifugalabscheider zur Klassierung mit einem Trennschnitt d50 von im Wesentlichen
Das Unterlaufprodukt aus dem ersten Zentrifugalabscheider wird in einen zweiten Pumpensumpfbehälter überführt.The underflow product from the first centrifugal separator is transferred to a second sump tank.
Das Überlaufprodukt aus dem ersten Zentrifugalabscheider gelangt auf einen an sich bekannten Eindicker oder wird in einen Absetzteich gegeben.The overflow product from the first centrifugal separator reaches a known thickener or is placed in a settling pond.
Der Inhalt aus dem zweiten Behälter wird zu einem zweiten Zentrifugalabscheider zur Eindickung gefördert, wobei das Unterlaufprodukt auf einen Linearschwinger zur Vervollkommnung der Eindickung mittels Restentwässung gelangt.The content from the second container is conveyed to a second centrifugal separator for thickening, whereby the underflow product reaches a linear oscillator to complete the thickening by means of residual dewatering.
Das Überlaufprodukt des zweiten Zentrifugalabscheiders wird in den ersten Behälter rückgeführt.The overflow product from the second centrifugal separator is returned to the first container.
Darüber hinaus erfolgt ein Einleiten des Linearschwingerdurchlaufes in den zweiten Behälter.In addition, the linear oscillator cycle is introduced into the second container.
In Weiterbildung der Erfindung wird ein Teilstrom des Überlaufes des zweiten Zentrifugalabscheiders zur Regelung des Pumpensumpfes in den zweiten Behälter geführt.In a further development of the invention, a partial flow of the overflow from the second centrifugal separator is fed into the second container to control the pump sump.
Ebenfalls weiterbildend und optional kann ein Teilstrom des Überlaufes des ersten Zentrifugalabscheiders zur Regelung des Pumpensumpfes in den ersten Behälter geführt werden.Also in a further development and optionally, a partial flow of the overflow of the first centrifugal separator can be fed into the first container to control the pump sump.
Ein Trockenlaufen der zum betreffenden Zentrifugalabscheider gehörigen Pumpe wird hierdurch sicher vermieden.This reliably prevents the pump belonging to the centrifugal separator in question from running dry.
Der eingesetzte Linearschwinger verfügt über Spaltsiebe und elektromotorische Antriebe zur Unwucht-Schwingungserzeugung, wobei erfindungsgemäß die Unwuchtfrequenz optional eingestellt bzw. geregelt werden kann, um die Verweilzeit der Partikel auf dem Linearschwinger zu optimieren, damit eine ausreichende Möglichkeit der Wasserabgabe besteht.The linear oscillator used has wedge wire screens and electric motor drives to generate unbalance vibrations, whereby according to the invention the unbalance frequency can optionally be set or regulated in order to optimize the dwell time of the particles on the linear oscillator so that there is a sufficient possibility of water release.
Das am Linearschwinger erhaltene Produkt ist also eine Feinsandfraktion mit einer Korngröße ≥ 8 µm, welche bedarfsweise einer weiteren Entwässerung unterzogen werden kann.The product obtained on the linear vibrator is therefore a fine sand fraction with a grain size ≥ 8 µm, which, if necessary, can be subjected to further dewatering.
Die Erfindung soll nachstehend anhand einer Figur, welche ein Anlagenschema repräsentiert, näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below with reference to a figure which represents a system scheme.
Der Feinstpartikel enthaltende Abwasserstrom, zum Beispiel eines Betriebes zur Aufbereitung mineralischer Stoffe, gelangt in einen ersten Behälter
Über eine Pumpe
Der Überlauf des ersten Zentrifugalabscheiders
Ein Teilstrom kann zur Pumpensumpfregulierung verwendet werden.A partial flow can be used to regulate the pump sump.
Die entsprechende Regeleinheit mit Schwimmer und Ventil ist mit
Der Unterlauf des ersten Zentrifugalabscheiders
Mittels der Pumpe
Mit Hilfe des zweiten Zentrifugalabscheiders
Der Unterlauf des zweiten Zentrifugalabscheiders
Der Linearschwinger
Der Überlauf der zweiten Zentrifugalabscheiderstufe
Ein Teilstrom des Überlaufes wird wiederum dazu verwendet, das Niveau des vorgeschalteten Pumpensumpfes im Behälter
In den zweiten Behälter
Das Ausgangsprodukt der Aufbereitung stellt eine Feinsandfraktion von > 8 µm Korngröße dar und kann zum Beispiel mittels eines Förderbandes abtransportiert oder auch bei Notwendigkeit entweder statisch oder maschinell weiter entwässert werden. Zur Entwässerung sind hierzu Aggregate wie Bandfilter oder Planfilter geeignet.The starting product of the processing is a fine sand fraction of> 8 µm grain size and can be transported away by means of a conveyor belt or, if necessary, further dewatered either statically or mechanically. For this purpose, units such as belt filters or flat filters are suitable for dewatering.
Es liegt also gemäß dem Ausführungsbeispiel aufgrund des sehr hohen Feinstanteils im Abwasserstrom der Trennschnitt wesentlich tiefer als beim Stand der Technik. Insofern wird der Abwasserstrom zunächst mit 50 mm-Zentrifugalabscheidern klassiert, um so einen Trennschnitt d50 von ca. 8 - 10 µm Korngröße zu erzielen. Danach wird der Unterlauf, das heißt die Feinstsandfraktion, mit einer weiteren Zentrifugalabscheiderstufe eingedickt, um dann letztendlich mit Hilfe eines Linearschwingers entwässert werden zu können. Dabei hat sich in überraschenderweise gezeigt, dass eine Entwässerung einer derartig feinen Fraktion mit einem Linearschwinger bzw. einer diesbezüglichen Siebanordnung möglich ist.According to the exemplary embodiment, due to the very high fine fraction in the waste water flow, the separating cut is significantly deeper than in the prior art. In this respect, the Wastewater flow was initially classified with 50 mm centrifugal separators in order to achieve a separating cut d 50 with a grain size of approx. 8-10 µm. Then the underflow, i.e. the fine sand fraction, is thickened with a further centrifugal separator stage so that it can finally be dewatered with the aid of a linear oscillator. It has surprisingly been shown that such a fine fraction can be dewatered with a linear vibrator or a related screen arrangement.
Die am Unterlauf des zweiten Zentrifugalabscheiders
Das erfindungsgemäße Verfahren kann also in sinnvoller Weise bekannte Anlagen zum Behandeln von partikelhaltigen Abwässern ergänzen, und die ansonsten auftretende Verschlammung von Absetzteichen verhindern helfen.The method according to the invention can therefore in a meaningful way supplement known systems for the treatment of waste water containing particles, and help prevent the silting up of sedimentation ponds that would otherwise occur.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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- US 2017151573 A1 [0003]US 2017151573 A1 [0003]
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