DE1151471B - Kombinierte Flotations- und Klaervorrichtung - Google Patents

Kombinierte Flotations- und Klaervorrichtung

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DE1151471B
DE1151471B DED24799A DED0024799A DE1151471B DE 1151471 B DE1151471 B DE 1151471B DE D24799 A DED24799 A DE D24799A DE D0024799 A DED0024799 A DE D0024799A DE 1151471 B DE1151471 B DE 1151471B
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bell
sludge
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settling
liquid
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DED24799A
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Frederick Grant Nelson
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Dorr Oliver Inc
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Dorr Oliver Inc
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
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Description

  • Kombinierte Flotations- und Klärvorrichtung Die Erfindung betrifft eine kombinierte Flotations-und Klärvorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus Flüssigkeiten. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist als ein einheitlicher Baukörper ausgeführt, worin die Flotation in an sich bekannter Weise durch Vakuum erfolgt. Die Erfindung verfolgt die Aufgabe, einen unmittelbaren Übergang aus einer Flotationszone in eine Absetzzone ohne Aufrührung zu erreichen.
  • Dabei wird ausgegangen von bekannten Flotations-und Klärvorrichtungen, die einen offenen Absetzbehälter und eine in den Flüssigkeitsspiegel desselben teilweise eintauchende, unten offene Glocke aufweisen, in der Flüssigkeitsspiegel zwecks Flotierung der leichteren, flotierbaren Verunreinigungen, die in der dem Innenraum der Glocke zugeführten Flüssigkeit enthalten sind, durch Aufrechterhaltung eines Unterdruckes über den Flüssigkeitsspiegel im Absetzbehälter angehoben wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Trübezuleitung dicht unterhalb des angehobenen Trübespiegels in der Glocke, durch Abschäumvorrichtungen in der Glocke im Zusammenhang mit einer Schaumrinne und weiterhin durch einen Absetzbehälter mit an sich bekannten Schlammaustragvorrichtungen mit einem Schlammsumpf und einer überlaufrinne am oberen Rand des Behälters.
  • Bei den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art wird demgegenüber der gesamte Absetzbehälter unter Unterdruck gesetzt, und die Trübe wird etwa am unteren Ende des Absetzbehälter's in diesen eingeleitet. In diesem Absetzbehälter sollen lediglich die absetzbaren Bestandteile aus der Trübe ausgeschieden werden; die flotierbaren Bestandteile werden dagegen nicht ausgeschieden, sondern durch eine Leitung zusammen mit der von den absetzbaren Bestandteilen befreiten Flüssigkeit abgeführt. Es ist aber äußerst unpraktisch, großflächige Absetzbecken als Ganzes unter einen nennenswerten Unterdruck zu setzen; großflächige Absetzbecken werden aber zur Erzielung einer wirksamen Absetzung unbedingt benötigt, da nur eine große Fläche und die sich hieraus ergebende kleine Strömungsgeschwindigkeit der Trübe im Becken zu einem wirklich sicheren Absetzen der schwereren Bestandteile führen kann.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dagegen nur ein verhältnismäßig kleiner Anteil der Gesamtfläche des Absetzbeckens, nämlich die innerhalb der Glocke liegende Fläche, unter Unterdruck gesetzt, und die Trübezuleitung endet dicht unterhalb des angehobenen Trübespiegels in dieser Glocke. Infolgedessen entsteht im Bereich der Einmündung dieser Trübezuleitung eine lebhafte Sauerstoffblasenbildung, die die Flotation der flotierbaren Bestandteile in besonders starkem Maße begünstigt. Der sich hierbei bildende Schaum, der die flotierbaren Bestandteile enthält, wird sofort durch die in der Glocke angebrachten Abschäumvorrichtungen in eine Schaumrinne übergeführt. Da dies in einer wesentlich über dem Flüssigkeitsspiegel im Absetzbehälter liegenden Ebene erfolgt, ist es mit völliger Sicherheit ausgeschlossen, daß dieser Schaum in die zur Überlaufrinne des Absetzbehälters fließende gereinigte Flüssigkeit gelangen und diese verunreinigen kann.
  • Durch die Erfindung wird daher auch für besonders großflächige Absetzbecken eine sichere und baulich einfache Möglichkeit geschaffen, die flotierbaren Bestandteile abzuscheiden und mit Sicherheit einen unmittelbaren Übergang aus der Flotationszone in die Absetzzone ohne Aufrührung zu erreichen. Der in der in den Absetzbehälter eintauchenden Glocke aufrechtzuerhaltene Unterdruck ist wesentlich geringer als der bei der bekannten Vorrichtung, bei der der gesamte Absetzbehälter unter Unterdruck gehalten wird, erforderliche Unterdruck, da bei der bekannten Vorrichtung der Unterdruck die Flüssigkeitssäule über die gesamte Höhe des Absetzbehälters nach oben saugen muß, während sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der normale Flüssigkeitsstand im Absetzbehälter und die darüber hinaus durch den Unterdruck erzeugte Flüssigkeitssäule in der Glocke addieren.
  • Mit der erfindungsgemäßen kombinierten Flotations- und Klärvorrichtung ist es ohne weiteres auch möglich, Trüben zu verarbeiten, die bereits vorher einer Belüftungsbehandlung unterzogen worden sind. In dieser Hinsicht ist es bemerkenswert, daß die Luft, welche in der in die Glocke eintretenden Flüssigkeit mitgerissen wird, die Flotationsneigung der flotierbaren Teilchen erhöht und in Vereinigung mit dem Einfluß des verminderten Druckes im oberen Teil der Glocke eine rasche Aufwärtswanderung der flotierbaren Teilchen hervorruft. Dadurch kann man tatsächlich zu einer Flotation von Teilchen gelangen, die bei Fehlen der vorherigen Belüftung nicht als normalerweise flotierbar angesehen werden würden.
  • Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist die Trübezuleitung in die Glocke als vertikale Steigleitung und gleichzeitig als Welle sowohl für die Abschäumvorrichtung als auch für ein Krählwerk im Absetzbecken ausgebildet.
  • An Stelle dessen ist es auch möglich, dem Absetzbehälter eine viereckige, vorzugsweise rechteckige Form zu geben und die Glocke und die Überlaufrinne für die gereinigte Flüssigkeit an einander entgegengesetzten Enden des Absetzbehälters anzuordnen. Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, den Boden des Absetzbehälters vom Abflußende in Richtung auf den unterhalb der Glocke liegenden Schlammsumpf abfallend anzuordnen, in den der sich auf dem Boden sammelnde Schlamm durch in Behälterlängsrichtung bewegte Krählschaufeln hineinbewegt wird.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
  • Fig.1 ist ein schematischer Schnitt durch eine Vorrichtung mit radialer Strömung; Fig.2 ist ein schematischer Schnitt durch eine Vorrichtung mit längsgerichteter Strömung.
  • Die Vorrichtung nach Fig.1 ist eine Absetzvorrichtung, in welcher der Flüssigkeitsdurchgang während des Absetzverlaufes in radialer Richtung nach außen zur überlaufrinne erfolgt. Die Begrenzungswand 10; die vorzugsweise kreisförmigen Grundriß hat, bildet zusammen mit dem Boden 11 ein Becken, das eine Trübe 12 enthält. Die Abmessungen dieses Beckens sind derart, daß relative Beruhigungsbedingungen innerhalb der Hauptflüssigkeitsmasse aufrechterhalten werden, wodurch feste Verunreinigungen sich daraus absetzen und auf dem Boden 11 unter Bildung eines Schlammes ablagern können. Eine unter Vakuum stehende Glocke 15 ist zentrisch innerhalb des Beckens angeordnet und steht über ihr unteres, offenes Ende in unmittelbarer Verbindung mit der Trübe 12 im Becken 10, 11. Die Vakuumpumpe 32 und die Vakuumleitung 31 sorgen für die Erzeugung von Unterdruck am oberen Teil der Glocke 15, wodurch die Trübe 16 innerhalb des Domes auf einen Spiegel angehoben wird, der wesentlich oberhalb desjenigen der Trübe 12 liegt. Die Höhe des letzteren wird bei der dargestellten Ausführungsform durch die Innenwand der Überlaufrinne 33 bestimmt. Durch eine Einlaufleitung 13 und eine als Steigleitung ausgebildete Trübezuleitung 14 wird die Trübe unmittelbar in die Glocke 15 eingeleitet. Die auslaufende Flüssigkeit, die der Behandlung innerhalb der Glocke und des Beckens ausgesetzt worden ist, ergießt sich in die überlaufrinne 33 und fließt dann zum Verbrauch, zur weiteren Behandlung oder als Ablauf durch die Leitung 34.
  • Eine sich drehende Abschirmvorrichtung, die durch die Welle 30 und Arme 23 mit Abschäumschaufeln 24 gebildet wird, liegt innerhalb der Vakumglocke. Diese Abschäumschaufeln treiben den schwimmenden Schaum in eine Schaumrinne 25, von wo er über die Leitung 26 in die Schaumkammer 27 gelangt. Diese Kammer ist an eine Austragleitung 28 und Ventil 29 angeschlossen. Die Schaumkammer 27 wird auf etwa demselben Druck gehalten, wie er über der Flüssigkeitsmasse 16 innerhalb der Glocke 15 herrscht.
  • Das Krählwerk besteht aus den Armen 17 und den Krählschaufeln 18, die über das sich drehende Steigrohr 14 von der Austrittswelle 30 aus angetrieben werden und die Beförderung der abgesetzten Teilchen oder des Schlammes zu einem im allgemeinen zentrisch angeordneten Schlammsumpf 19 bewirken. Durch einfache Hilfsmittel kann eine Änderung des Anstellwinkels der Schaufeln 18 ausgeführt werden, so daß sie zu einem nicht zentrischen Schlammsumpf krählen. Schlammeindickerschaufeln, wie sie bei 22 dargestellt sind, sind zweckmäßig vorgesehen, um die Dichte des Schlammes vor seinem Austrag über die Leitung 20 und das Ventil 21 zu erhöhen.
  • Die Vorrichtung nach Fig. 1 ist für kontinuierlichen Betrieb bestimmt. Die Trübe 16 steht unter Unterdruck, und zwar sind die Drücke an der Oberfläche am geringsten. Infolgedessen ist der die Flotation hervorrufende Effekt des Vakums im Eintrittsbereich der Trübe am größten. Flotierbares Material hat eine starke Neigung, an der Oberfläche der Trübe 16 in dem durch Exkavation entstandenen Schaum zurückzubleiben. Dieser Schaum wird durch die umlaufende Abschäumvorrichtung in die Schaumrinne 25 ausgetragen.
  • Die Flüssigkeitsbewegung innerhalb des Domes 15 ist insgesamt gesehen nach unten gerichtet. Wie durch die wellenförmigen Fließlinien, die unterhalb des radialen Flusses nahe der Oberfläche liegen, angedeutet ist, ist die Flüssigkeit zu Beginn ihrer Abwärtsbewegung durch die Glocke 15 noch ziemlich turbulent mit zahlreichen Wirbeln und Geschwindigkeitsdifferenzen. Infolge des natürlichen Dämpfungseffektes des Vakuums wird die Strömung vergleichmäßigt, und Turbulenzen werden im wesentlichen beseitigt. Allmählich verläßt die Strömung die unten offene Glocke 15 und tritt in die im Absetzbehälter befindliche Trübe 12 ein. Dort herrscht eine etwa gleichförmige Geschwindigkeitsverteilung über den ganzen Ouerschnitt, und die Absetzströmung innerhalb der Trübe 12 ist auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
  • Nach Eintritt in die Trübe 12 bewegt sich die Strömung im wesentlichen radial und unter stetiger Beruhigung in die überlaufrinne 33, von wo aus die gereinigte Flüssigkeit aus der Vorrichtung über die Leitung 34 abfließt. Im Verlauf des Durchganges durch das Absetzbecken sinken die absetzbaren Teilchen zum Boden 11 und werden durch die umlaufenden Krählarme 17 mit Schaufeln 18 zum Sumpf 19 befördert. Umlaufende Schaufeln 22 können zur Eindickung des Schlammes vor seinem Austrag aus dem Sumpf über die Leitung 20 mit Ventil 21 vorgesehen sein. Die Ausführungsform nach Fig.2 unterscheidet sich hiervon in erster Linie dadurch, daß sie ein Absetzbecken mit längs gerichteter Strömung aufweist. So umgrenzen in Fig. 2 die Umfassungswand 110 und der Boden 111 ein im allgemeinen rechteckiges Absetzbecken, in dem sich die Trübe 112 befindet. Die Abmessungen dieses Beckens sind derart, daß verhältnismäßig ruhige Strömungsbedingungen innerhalb der Trübe herrschen, wodurch feste Verunreinigungen die Möglichkeit haben, sich darauf abzusetzen und auf dem Boden 1.11 unter Bildung eines Schlammes abzulagern. Eine Vakuumglocke 115 ist am einen Ende, und zwar dem Einlaufende, des Beckens angeordnet und steht über ihr offenes unteres Ende in unmittelbarer Verbindung mit der Trübe 112. Der Spiegel der letzteren wird durch die Überlaufrinne 133 bestimmt. Eine Vakuumpumpe 132 und die Vakuumleitung 131 sorgen für die Erzeugung von Unterdruck im oberen Teil der Glocke 115, wodurch die Trübe 116 innerhalb der Glocke auf einen Spiegel gehoben wird, der wesentlich oberhalb desjenigen der Trübe 112 im Absetzbecken liegt. Die Einlaufleitung 113 und die Trübezuleitung 114 führen die Trübe unmittelbar in den oberen Teil der Glocke 11.5 ein.
  • Der überlauf aus dem Absetzbecken fließt in die Überlaufrinne 133 und gelangt von dort zum Verbrauch, zur weiteren Behandlung oder zum Ablauf über die Leitung 134.
  • Eine umlaufende Abschäumvorrichtung, die durch die Welle 130 mit den Armen 123 und Schöpfschaufeln 124 betätigt wird, ist innerhalb der Vakuumglocke angeordnet. Während ihrer Bewegung bewirken die Schaufeln 124 einen Austrag des schwimmenden Schaumes in die Schaumrinne 125, von wo er über die Leitung 126 in die Schaumkammer 127 gelangt. Diese Kammer ist wiederum mit einem Austragrohr 128 mit Ventil 129 verbunden. Die Schaumkammer 129 wird auf demselben Druck gehalten, wie er über der Trübe 116 innerhalb der Glocke 115 herrscht.
  • Mechanische Schaumsammeleinrichtungen, bestehend aus einem endlosen Band oder einer Kette 117 und Krählschaufeln 118, werden durch einen nicht gezeigten äußeren Antrieb betätigt und bewirken die. Beförderung abgesetzter Teilchen oder des Schlammes zu einem Schlammsumpf 119, der gemäß der Zeichnung in diesem Fall nahe dem Einlaufende des Beckens angeordnet ist. Der im Sumpf 119 gesammelte Schlamm wird daraus über die Leitung 120 mit Ventil 121 entfernt. Die Vorrichtung nach Fig. 2 ist ebenfalls für fortlaufenden Betrieb bestimmt.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kombinierte Flotations- und Klärvorrichtung zur kontinuierlichen Ausscheidung von leichten, flotierbaren und schwereren, absetzbaren Verunreinigungen aus Flüssigkeiten mit einem offenen Absetzbehälter und einer in den Flüssigkeitsspiegel desselben teilweise eintauchenden, unten offenen Glocke, in der der Flüssigkeitsspiegel zwecks Flotierung der leichteren, flotierbaren Verunreinigungen, die in der dem Innenraum der Glocke zugeführten Flüssigkeit enthalten sind, durch Aufrechterhaltung eines Unterdruckes über den Flüssigkeitsspiegel im Absetzbehälter angehoben wird, gekennzeichnet durch eine Trübezuleitung (14, 1.14) dicht unterhalb des angehobenen Trübespiegels in der Glocke (Dom 15, 115), durch Abschäumvorrichtungen (23, 123) in der Glocke im Zusammenhang mit einer Schaumrinne (25, 125), weiterhin durch einen Absetzbehälter (10, 110) mit an sich bekannten Schlammaustragvorrichtungen (17, 18, 117, 118) mit einem Schlammsumpf (19, 119) und einer Überlaufrinne (33, 133) am oberen Rand des Behälters.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d'aß die Trübezuleitung (14, 114) als vertikale Steigleitung und gleichzeitig als Welle sowohl für die Abschäumvorrichtung als auch für ein Krählwerk (17, 18) ausgebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absetzbehälter (110) viereckige, vorzugsweise rechteckige Form aufweist und die Glocke (115) und die überlaufrinne (133) für die gereinigte Flüssigkeit an einander entgegengesetzten Enden des Behälters liegen.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (111) des Absetzbehälters (110) vom Abflußende in Richtung auf den unterhalb der Glocke liegenden Schlammsumpf (119) abfällt, in den der sich auf dem Boden (111) sammelnde Schlamm durch in Behälterlängsrichtung bewegte Krählschaufeln (118) hineinbewegt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 27 152; USA.-Patentschrift Nr. 1366 767.
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DE19902148A1 (de) * 1999-01-20 2000-08-10 Meri Entsorgungstech Papierind Tangentiale Feststoffabtrenn-Vorrichtung

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