DE10345332B4

DE10345332B4 - Verfahren und Gerät zum Aufbereiten von Schlammwasser

Info

Publication number: DE10345332B4
Application number: DE2003145332
Authority: DE
Inventors: Kurt Panzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Aachener Chemische Werke Gesellschaft fuer Glastechnische Produkte und Verfahren mbH
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: DE10345332A1

Abstract

Verfahren zum Aufbereiten von inhomogene Feststoff-Aufschlämmungen enthaltendem Wasser, insbesondere zum Trennen und Entfernen von Lackschlamm aus einem Lackschlamm-Wassergemisch, wobei das Lackschlamm-Wassergemisch einem Behälter (1) zugeleitet, an die Wasseroberfläche (2) geführt und im Bereich der Wasseroberfläche aufschwimmende Lackschlamm-Schwebeteilchen (3) aus dem Behälter abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Behälterboden durch eine Wasserstrahlpumpe (4) eingangsseitig eine vorzugsweise kontinuierliche Saugströmung mit einem dosierten Sog Δp dergestalt erzeugt wird, daß die Sogwirkung nicht bis zur Wasseroberfläche (2) reicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum Aufbereiten von inhomogene Feststoff-Aufschlämmungen enthaltendem Wasser, insbesondere zum Trennen und Entfernen von Lackschlamm aus einem Lackschlamm-Wassergemisch, wobei das Lackschlamm-Wassergemisch oder dergleichen einem Behälter zugeleitet, an die Wasseroberfläche geführt und im Bereich der Wasseroberfläche aufschwimmende Lackschlamm-Schwebeteilchen aus dem Behälter abgeleitet werden.
Bei einem Gerät nach dem Stand der Technik wird in einem Rohr das Lackschlamm-Wassergemisch durch eine Düse gepreßt, welche nach dem Injektorprinzip im Düsenbereich Außenluft ansaugt. Es entsteht so ein Gemisch aus Luft, Wasser und Lackpartikeln, das in einem Rohr abwärts in einen Sammelbehälter geleitet wird. Durch die im Gemisch enthaltenden Luftblasen werden dann die Lackpartikel aufwärts transportiert (Flotationsprinzip), um dort mechanisch entfernt zu werden. Von Nachteil ist, daß gleichwohl eine bestimmte Menge an von Koaguliermittel befreiten Lackpartikeln nach unten sinkt, sich dort ansammelt und von dort kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit entfernt werden muß.

Um das Lackschlamm-Wassergemisch an die Wasseroberfläche zuleiten, wird gemäß DE-A-1 792 607 in ähnlicher Weise die Strömung vor einem Schirm durch eine zugeleitete Luft- oder Gasdispersion aus feinsten Bläschen angereichert, wobei sich die Bläschen an den Flocken anlagern und diese durch einen Kanal vor einem Schirm an die Wasseroberfläche transportieren.

Ähnlich wird auch gemäß EP-A-0 065 382 der in den Behälter zugeleitete Lackschlamm zusätzlich durch Luft nach dem Injektorprinzip angereichert.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und eines Gerätes der eingangs genannten Art, welches mit besonders einfachen und wirkungsvollen Mitteln ein Trennen von Lackschlamm aus einem Lackschlamm-Wassergemisch ermöglicht.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren der im Anspruch 1 angegebenen Art, vorteilhaft weitergebildet durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 7, sowie durch ein Gerät der in Anspruch 8 angegebenen Art, vorteilhaft weitergebildet durch die Merkmale der Ansprüche 9 bis 20.

Wesen der Erfindung ist, daß auf dem Behälterboden durch eine Wasserstrahlpumpe eingangsseitig eine vorzugsweise kontinuierliche Saugströmung mit einem dosierten Sog dergestalt erzeugt wird, daß die Sogwirkung nicht bis zur Wasseroberfläche reicht, wobei insbesondere durch die Wasserstrahlpumpe eine Wasserströmung zur oder in den Bereich der Wasseroberfläche eingerichtet wird, vorzugsweise eine kanalisierte Wasserströmung im Bereich einer vorzugsweise vertikalen Behälterseitenwand.

Die Wasserstrahlpumpe wird durch Zuleitung von aufzubereitendem externem Lackschlamm-Wassergemisch betrieben und/oder durch Zuleitung von bereits durch den Behälter geleitetem, teilweise gereinigtem, internem Lackschlamm-Wassergemisch.

Besonderer Vorteil der Erfindung ist, daß das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Gerät kontinuierlich betrieben werden können, d. h. ohne Unterbrechung, um auf dem Boden abgesetzten Lackschlamm aus dem Gerät zu entfernen, im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem eine Unterbrechung grundsätzlich erforderlich ist. Die Erfindung erzeugt im Bodenbereich des Behälters einen kontinuierlichen Sog, der einerseits groß genug ist, um sedimentierende, d. h. im Behälter aufgrund des Eigengewichts sich absetzende Anteile an Lackschlamm noch vor Verschlammung bzw. Klumpenbildung im Bo denbereich des Geräts abzusaugen und wieder in den Kreislauf zum abermaligen Trennen im Behälter einzubringen, und der andererseits so gering ist, daß die Sogwirkung nicht bis zur Wasseroberfläche reicht. Ein derartig dosierter Sog läßt sich bei einem Gerät üblicher Größe durch Verwendung einer Wasserstrahlpumpe einrichten, welche insbesondere mit einem Strömungsfluß von etwa 1,6 Liter pro Sekunde betrieben wird, um im Bereich des Behälterbodens einen Sog bzw. eine Druckdifferenz von etwa 7900 Pascal einzurichten.

Der sedimentierende Anteil an Lackschlamm wird also durch einen schwachen Unterdruck am Ende insbesondere eines trichterförmig ausgebildeten Bodens kontinuierlich abgesaugt und vorzugsweise mit dem aus einer Spritzkabine ankommenden frisch koagulierten Lackschlamm ein- bzw. angelagert, und auf diese Weise wieder zur Flotation gebracht. Die Befürchtung, daß einmal abgesetzter Schlamm sich nach der Rückführung in das Gerät automatisch wieder absetzt, hat sich nicht bestätigt. Unterstützt wird dies insbesondere durch eine sehr gute Koagulierung (Flockung, Entklebung des Lackes) mittels einer entsprechenden Zugabe von Koaguliermitteln. Eine Aufkonzentration von nicht schwimmfähigem Lackschlamm entsteht also nicht.

Die derzeit praktizierten Verfahren, um abgesetzten Lackschlamm aus dem Gerät zu entfernen, arbeiten alle diskontinuierlich. Wenn eine größere Menge an Lackschlamm angereichert ist, wird diese entweder in einen Auffangbehälter durch Ablassen mittels eines Kugelhahnes entfernt, oder man pumpt den abgesetzten Lackschlamm in Körbe oder Container ab. Es gibt kein einziges bekanntes Verfahren, das den abgesetzten Schlamm wieder in den Zulauf zum Austragsgerät zurückführt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
1 ein Gerät zum Austragen von Lackschlamm aus einem Lackschlamm-Wassergemisch mit einer Wasserstrahlpumpe schematisch in einer Stirnansicht,
2 das Austragungsgerät nach 1 schematisch in einer Seitenansicht,
3 das Austragungsgerät nach den 1 und 2 schematisch in einem vertikalen Teilschnitt A-A der 1, und
4 Wasserstrahlpumpe und Behälterbodenbereich des Austragungsgeräts in einem schematischen vertikalen Teilschnitt ähnlich der Seitenansicht nach 2.
Nach den Zeichnungen ist ein Gerät zum Aufbereiten von inhomogene Feststoff-Aufschlämmungen enthaltendem Wasser, insbesondere zum Trennen und Entfernen von Lackschlamm aus einem Lackschlamm-Wassergemisch vorgesehen, wobei das Lackschlamm-Wassergemisch einem Behälter 1 zugeleitet und an die Wasseroberfläche 2 geführt wird und im Bereich der Wasseroberfläche aufschwimmende Lackschlamm-Schwebeteilchen 3 aus dem Behälter über eine an sich bekannte Lackschlamm-Austragungsvorrichtung abgeleitet werden, welche eine schräge Rampe 16 aufweist, über die mittels eines horizontal oszillierenden Rechens oder Schabers Lackschlamm abgeschabt wird. Das Gerät umfaßt vier Standbeine 19 auf dem Umfang des Behälters 1 im unteren Behälterbereich, der, wie nachfolgend noch ausgeführt wird, konisch verjüngt ausgebildet ist.
Auf dem Behälterboden wird durch eine Wasserstrahlpumpe 4 eingangsseitig eine kontinuierliche Saugströmung mit einem dosierten Sog Δp dergestalt erzeugt, daß die Sogwirkung nicht bis zur Wasseroberfläche 2 reicht.
Durch die Wasserstrahlpumpe 4 wird ausgangsseitig die gepumpte Wasserströmung in den Bereich der Wasseroberfläche 2 geleitet, und zwar in einer kanalisierten Weise durch einen vertikalen Kanal 9, welcher sich innerhalb des Behälters 1 im Bereich einer vertikalen Behälterseitenwand 5 befindet und keine Turbulenz im unteren Bereich des Behälters zuläßt.
Die Wasserstrahlpumpe 4 wird durch Zuleitung von aufzubereitendem externem Lackschlamm-Wassergemisch 6 betrieben, kann aber auch durch Zuleitung von bereits durch den Behälter 1 geleitetem, teilweise gereinigtem, internem Lackschlamm-Wassergemisch 7 ganz oder teilweise betrieben werden.
In den Behälter 1 oder in den Pumpenkreislauf wird hochwertiges im Handel erhältliches Koaguliermittel zum Aufschwimmen des Lackschlamms 3 eingebracht.
Im besonderen ist das Gerät mittels einer Wasserstrahlpumpe 4 betrieben, welche auch innerhalb des Behälters 1 angeordnet sein kann. Die Wasserstrahlpumpe 4 weist, wie dies insbesondere der 4 zu entnehmen ist, eingangsseitig eine seitliche Saugöffnung 8 auf, welche mit dem Inneren des Behälterbodens kommuniziert und ausgangsseitig über einen behälterinneren Kanal 9 mit der Wasseroberfläche 2 des Behälters verbunden ist. Der Kanal 9 kann auch außerhalb des Behälters 1 vorgesehen sein. Die seitliche Saugöffnung 8 der behälterexternen Wasserstrahlpumpe 4 ist mit einer Öffnung im Behälterboden verbunden, welche an tiefster Stelle des Behälters 1 liegt.
Die Wasserstrahlpumpe 4 besitzt gemäß 4 ein Dosierventil 17 zum stufenlosen Einstellen eines Strömungsflusses Q bzw. eines Unterdrucks/Sogs Δp sowie einen verjüngten Durchströmungsquerschnitt 18 nach dem Dosierventil 17.
Der Behälter 1 umfaßt im unteren Bereich eine schräge, vorzugsweise um 45° zur Horizontalen geneigte Behälterseitenwand 10 sowie zwei dieser Wand 10 benachbarte weitere schräge steilere Behälterseitenwände 11, 12 dergestalt, daß der Behälter 1 von der Wasseroberfläche 2 in Richtung Behälterbodenöffnung im Querschnitt verjüngt ausgebildet ist. Die vierte Behälterseitenwand 5 verläuft, wie gesagt, vertikal und befestigt behälterinnenseitig den Kanal 9, unter welchem im wesentlichen sich die Behälterbodenöffnung und die Wasserstrahlpumpe 4 befinden. Der Ausgang der Wasserstrahlpumpe 4 ist über einen behälterexternen Krümmer 13 mit dem Eingang des Kanals 9 verbunden.
Bei einem Austragungsgerät gemäß Zeichnung in normaler transportabler Baugröße mit einer Höhe von etwa 1,5m, einer oberen Baubreite von etwa 0,75m gemäß 1 und einer oberen Baulänge von etwa 1,5m gemäß 2 wird die Wasserstrahlpumpe 4 vorzugsweise etwa mit einem Strömungsfluß Q = 1,6 l/sec betrieben, um einen dosierten, geringen, nicht bis zur Wasseroberfläche 2 reichenden Unterdruck bzw. Sog Δp von etwa 7900 Pascal einzurichten, so daß der an der Wasseroberfläche 2 aufschwimmende Lackschlamm 3 nicht durch Saugwirkung nach unten gezogen wird, sondern zur Rampe 16 transportiert und dort mechanisch abgeführt wird. Nur frei sedimentierende Anteile 20 gelangen aufgrund der Schwerkraft in Richtung Behälterboden und werden erst im unteren Behälterbodenbereich durch Sogwirkung der Wasserstrahlpumpe erfaßt und abgesaugt, noch bevor diese an der inneren Behälterwand im Bodenbereich sich ansammeln und verschlammen bzw. verklumpen können. Auf diese Weise ist es entbehrlich, das Gerät außer Betrieb zu nehmen, um eine gesonderte Behälterreinigung vorzunehmen. Vorgenanntes Wirkprinzip wird gerade durch die Konizität der verjüngten Ausbildung des Behälters 1 im Bodenbereich unterstützt. Gegebenenfalls können die schrägen Behälterseitenwän de 10, 11, 12 durch abgestufte Behälterseitenwände ersetzt sein. Es genügt bereits, nach unten hin den horizontalen partiellen Durchströmungsquerschnitt des Behälters 1 zu verkleinern, um im Behälterbodenbereich eine erhöhte Durchströmungsgeschwindigkeit einzurichten, die es verhindert, daß sich Partikel an den Wänden absetzen.

Claims

Verfahren zum Aufbereiten von inhomogene Feststoff-Aufschlämmungen enthaltendem Wasser, insbesondere zum Trennen und Entfernen von Lackschlamm aus einem Lackschlamm-Wassergemisch, wobei das Lackschlamm-Wassergemisch einem Behälter (1) zugeleitet, an die Wasseroberfläche (2) geführt und im Bereich der Wasseroberfläche aufschwimmende Lackschlamm-Schwebeteilchen (3) aus dem Behälter abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Behälterboden durch eine Wasserstrahlpumpe (4) eingangsseitig eine vorzugsweise kontinuierliche Saugströmung mit einem dosierten Sog Δp dergestalt erzeugt wird, daß die Sogwirkung nicht bis zur Wasseroberfläche (2) reicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wasserstrahlpumpe (4) die Wasserströmung zur oder in den Bereich der Wasseroberfläche geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine kanalisierte Wasserströmung von der Wasserstrahlpumpe (4) zur Wasseroberfläche (2) im Bereich einer vorzugsweise vertikalen Behälterseitenwand (5) eingerichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe (4) durch Zuleitung von aufzubereitendem externen Lackschlamm-Wassergemisch (6) betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe (4) durch Zuleitung von bereits durch den Behälter (1) geleitetem, teilweise gereinigtem, internem Lackschlamm-Wassergemisch (7) ganz oder teilweise betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Behälter (1) und/oder in den Pumpenkreislauf Koaguliermittel zum Aufschwimmen des Lackschlamms (3) eingebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe betrieben wird etwa mit einem Strömungsfluß Q = 1,6 [l/sec] etwa für einen Druckunterschied bzw. Sog Δp = 7900 [Pascal].
Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasserstrahlpumpe (4) innerhalb oder außerhalb des Behälters (1) vorgesehen ist, welche eingangsseitig mit ihrer seitlichen Saugöffnung (8) mit dem Inneren des Behälterbodens und ausgangsseitig über einen behälterinneren oder behälterexternen Kanal (9) mit der Wasseroberfläche (2) oder mit dem Bereich der Wasseroberfläche des Behälters verbunden ist.
Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Saugöffnung (8) einer behälterexternen Wasserstrahlpumpe (4) mit einer Öffnung im Behälterboden verbunden ist, welche an tiefster Stelle des Behälters (1) liegt.
Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) zumindest eine schräge oder abgestufte Behälterseitenwand (10, 11, 12) dergestalt besitzt, daß der Behälter (1) von der Wasseroberfläche (2) in Richtung Behälterbodenöffnung im Querschnitt verjüngt ausgebildet ist.
Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß drei Behälterseitenwände (10, 11, 12) schräg nach unten verlaufen und die restliche vierte Behälterseitenwand (5) vertikal verläuft, an welcher der behälterinnere oder behälterexterne Kanal (9) verläuft.
Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der vierten Behälterseitenwand (5) eine Wand des Kanals (9) ausbildet.
Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe (4) unter dem Kanal (9) liegt.
Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Wasserstrahlpumpe (4) über einen Krümmer (13) mit dem Eingang des Kanals (9) verbunden ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Wasserstrahlpumpe (4) an eine Zuführungsleitung von externem Lackschlamm-Wassergemisch (6) angeschlossen ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Wasserstrahlpumpe (4) mit einem Überlauf (14) des Behälters (1) verbunden ist.
Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf (14) im Bereich der Behälterseitenwand (10) liegt, welche dem Ausgang (15) des Kanals (9) entgegengesetzt ist.
Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf (14) unter einer Lackschlamm-Austragvorrichtung, insbesondere unter einer schrägen Rampe (16), liegt.
Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe (4) ein Dosierventil (17) besitzt.