DE149723C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren besteht in der Anwendung der an sich bekannten Wirkung von Chemikalien im Überschuß auf die zu behandelnde Flüssigkeit bei Wasserreinigungsanlagen, um hierdurch die Ausfällungen in großflockiger Form zu erzeugen und um bessere und schnellere Reinigung und Klärung zu erzielen. Hierbei wird jedoch das Verfahren

ίο so ausgeführt, daß die gesamte Flüssigkeitsmenge am Schlüsse des Reinigungsprozesses keinen Überschuß von Chemikalien im technischen Sinne enthält.

Das Verfahren besteht darin, daß bei kontinuierlichem Strome des Wassers die Chemikalien zuerst nur auf einen Teil der zur Reinigung gelangenden Flüssigkeit in solchem Überschuß zur Einwirkung kommen, daß ihre Menge derjenigen entspricht, die für die gesamte Flüssigkeitsmenge erforderlich ist. Es wird dadurch eine überaus schnelle und großflockige Ausfällung der aus der Flüssigkeit auszuscheidenden Stoffe stattfinden. Hierbei kann dieser Prozeß durch eine Erwärmung noch wesentlich gesteigert werden. Dieses. Gemisch von Flüssigkeit, Chemikalien und großflockigen Ausscheidungen wird dann mit der übrigen Flüssigkeitsmenge zusammengeführt, und der Überschuß der Chemikalien wird dann auf diese einwirken und in derselben die auszuscheidenden Stoffe fällen.

Die vorhandenen großflockigen Ausscheidungen unterstützen und beschleunigen hierbei diesen Vorgang, insbesondere aber die Klärung der Flüssigkeit, da sie die sich nunmehr bildenden kleinen, staubförmigen Ausfällungen auffangen, gewissermaßen ansaugen und mit sich zu Boden reißen.

Es wird also bei dem vorliegenden Verfahren auch bei Wässern, die bezüglich der Zusammensetzung der in ihnen gelösten Stoffe bis jetzt nur eine unvollkommene Reinigung gestatten, und bei denen die Ausfällungen so fein verteilt sind, daß ihr Absetzen nur durch sehr langes Stehenlassen oder überhaupt nicht vollkommen möglich ist, eine Ausfällung erzielt, die ein schnelles Reinigen und Klären auch im kontinuierlichen Betriebe ermöglicht.

Es ist eine Wasserreinigungsvorrichtung bekannt, deren Wirkung darin besteht, daß ein Teil des zu reinigenden Wassers am Boden des Gefäßes eingeführt und hier mit · Kalkmilch zusammengebracht wird, während der übrige Teil des zu reinigenden Wassers in der halben Höhe des genannten Gefäßes in dieses eingeführt wird, um mit Hilfe des gelösten Ätzkalkes die Ausfällung der KaIk- und Magnesiumkarbonate dieses Wassers zu bewirken.

Bei dei| bekannten Wasserreinigungsapparaten, die mit Kalksättiger arbeiten, wie z. B. nach D. R. P. 57082 und 57727, schweizerischem Patent' 2207, englischem Patent 15169/93 und amerikanischem Patent 665606, wird zur ErzeugüngA'on mit Kalk gesättigtem Wasser, das als/Reagenz bei der Reinigung dienen soll, ein bestimmter Teil des Wassers einem Sättigungsbehälter zugeführt. Hier löst das Wasser von der in diesem Gefäß befindlichen Kalkmilch Kalk auf, bis es annähernd mit

diesem gesättigt ist, und wird als Kalkwasscr dem zu reinigenden Wasser in dem A^erhältnis und der Menge zugeführt, welche zur Ausfällung der kohlensauren Verbindungen erforderlich sind. Bei diesem Vorgange wird also ein Teil des Wassers dazu benutzt, ein £ür die Ausfällung der im Wasser gelösten doppelkohlensauren Verbindungen erforderliches Reagenz zu erzeugen.

ίο Während bei diesen bekannten Reinigungsmethoden eine Erzeugung eines Reagenzmittels stattfindet, werden bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung das oder die Reagenzmittel, von denen eines auch nach der oben beschriebenen Methode hergestellt sein kann, zur Erzeugung von grobflockigen Niederschlägen in einem Teil der zu reinigenden Flüssigkeit so verwendet, daß sie in derjenigen Menge, die zur Reinigung der gesamten Flüssigkeitsmenge erforderlich ist, nur zu einem Teil der Flüssigkeitsmenge gegeben werden. Die so erhaltenen großflockigen Ausscheidungen dienen dann bei der nachfolgenden Fällung der gesamten Flüssigkeitsmeng'e als mechanisches Mittel, um die nunmehr entstehenden staubförmigen Ausfällungen aufzufangen und niederzureißen.

Die Ausführung des Verfahrens kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden.

In der Zeichnung ist ein Wasserreinigungsapparat dargestellt, der zur Ausübung des Verfahrens geeignet und bei welchem gleichzeitig die Möglichkeit gegeben ist, das Verfahren und den ganzen Reinigungsvorgang bei beliebigen Temperaturen durchzuführen und die Erzeugung der großflockigen Ausscheidungen in ihrer Menge nach Wunsch zu regeln.

Der zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens dienende Apparat kennzeichnet sich dadurch, daß das Absatzgefäß mit einer größeren Anzahl von Schirmen versehen ist, zwischen denen das zu reinigende Wasser von der Wandung des Gefäßes her nach der Mitte desselben geführt wird. Diese Schirme haben, an ihrem Fuße gemessen, gleichen Durchmesser, während die Flächen derselben nach oben zu abnehmen, so daß ein sich nach oben erweiternder Kanal zur Aufwärtsleitung des gereinigten Wassers entsteht.

Bei der einen Ausführung des Apparates, bei welchem das mit flockigen Ausscheidungen schon geschwängerte Wasser in einem in der Längsachse des Gefäßes liegenden Rohre in bekannter Weise nach unten geführt wird, um vom Boden des Gefäßes aus zwischen den Schirmen von außen her wieder nach oben zu strömen, ist der vorgenannte Kanal ringförmig um das zentrale Rohr angeordnet, während bei der zweiten Ausführung des Apparates das Fällgefäß zusammen mit dem Wasserzulcitungsrohr aus dem Apparat heraus verlegt ist, so daß sich der nach oben zu sich erweiternde Kanal in der Mittelachse des Apparatgefäßes befindet.

Mit Schirmen ausgesetzte Fällgefäße, bei denen das zu reinigende Wasser durch ein zentrales Rohr zugeleitet wird, sind an sich bekannt. Dieselben haben aber eine andere Wirkung als die Schirme bei dem Wasserreinigungsapparat nach vorliegender Erfindung. So fließt z. B. nach der einen Ausführung das zu reinigende Wasser entweder durch in den Schirmen versetzt angeordnete Durchbrechungen nach oben, oder es strömt bei einer anderen Anlage abwechselnd nach der Mittelachse des Klärraumes und nach der Wandung desselben hin, wobei oben und unten offene Schirme mit unten offenen, oben geschlossenen kegelförmigen Einsätzen abwechsein (D. R. P. 48268 und Schweiz. Patent 2207), oder das zu reinigende Wasser strömt, nach einer dritten Ausführung, zwischen gleich langen Schirmen, deren ideelle Spitze unten liegt, von innen nach außen, wobei sich zwischen dem zentralen Zuführungsrohr für das zu reinigende Wasser und den Schirmen ein sich nach unten erweiternder Zutrittskanal und rund um die Schirme bezw. zwischen denselben und der Innenwand des Gefäßes ein nach oben zu sich erweiternder Kanal befindet (D. R. P. 117538).

Wesentlich für eine gute Wirkungsweise des Apparates nach vorliegender Erfindung ist die Anordnung der Schirme in der Weise, daß sich zwischen der äußeren Begrenzung der Schirme und der Innenwandung des Gefäßes ein von unten nach oben gleichbleibender Ringraum und in der Mittelachse des Gefäßes ein sich nach oben erweiternder Ring- oder Vollkanal befindet, und die zu reinigenden Wassermassen zusammen von außen nach innen strömen.

Die Flüssigkeit wird sich dadurch in gleicher Menge in allen Schirmräumen verteilen und mit gleicher Geschwindigkeit sich darin bewegen. Es wird dadurch jedes Wasserteilchen den gleichen Weg zurücklegen und daher gleich lange Zeit zur Ausfällung und zum Absetzen der ausgeschiedenen Substanzen erhalten.

Fig. ι zeigt die Gesamtanordnung der Vorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht der Einstellvorrichtung und Fig. 3 den Regelungsring· bei dieser Einstellvorrichtung.

Der Apparat besteht aus dem Chemikalienreaktionsgefäß 1 und dem Fäll- und Absatzgefäß 2. Auf dem Deckel des Gefäßes 1 sitzt der Einführungsstutzen 3 für die zur Reinigung erforderlichen Chemikalien, während sich in seinem oberen Teile ein Schirm 4 und eine Anzahl von Lenkplatten 5 oder eine ähnliche Einrichtung befinden, wie sie bei Ka-

taraktgegenstromkondensatoren vorhanden ist. Das Rohr 6 dient zur Einführung von Dampf. 7 ist der Brüdenabzug. Das vom Boden des Gefäßes ι nach oben gehende Rohr 8 schließt sich an ein Rohr 9 an, das ebenso wie der Hahn 10 die Verbindung mit dem Gefäß 2 herstellt.

In dem mit einem kegelförmigen Boden ausgestatteten Gefäß 2 befindet sich ein zentrales, zylindrisches Rohr II, das ungefähr bis zu ²/₃ in das Gefäß 2 hineinragt. An dieses Rohr schließt sich ein aus zwei Kegelabschnitten bestehender und unten offener Hohlkörper 12¹ an. Um Rohr 11 gruppieren sich die kegelförmigen Absatzflächen oder Schirme 12, 12 . . .; dieselben haben alle den gleichen Durchmesser; stehen auch von der Wandung des Gefäßes 2 gleich weit ab, während sie von unten nach oben kürzer werden und sich so immer mehr vom Rohre 11 entfernen. Zwischen sich sollen die Schirme alle die gleiche Entfernung" haben.

Es wird so durch die Schirme 12 eine Art Kanal 13 um das Rohr 11 herum gebildet, dessen Durchmesser nach oben immer größer wird. Diese Vergrößerung berechnet sich aus der Wassermenge, welche diesen Kanal bei jedem Schirm durchläuft. Da zwischen je zwei Schirmen die gleiche Wassermenge hindurchgehen soll, so muß die Querschnittsfläche des Kanals nach oben bei jedem Schirm um so viel zunehmen, als der vermehrten Wassermenge entspricht. Ist z. B. die Öffnung beim untersten Schirm 12 gleich eins, so wird sie beim darüberliegenden Schirm gleich zwei, beim nächst höheren Schirm gleich drei usw. sein. Bei den untersten Schirmen wird man zweckmäßig wegen der geringen Größe der notwendigen Öffnung diese an das Rohr 11 anschließen lassen und Längsschlitze 14 in diesen Schirmen anbringen.

Nach oben wird der durch die Schirme ausgefüllte Raum durch einen kegelförmigen Mantel 15 abgeschlossen, der zwischen sich und dem Rohr 11 einen Ringraum 16 freiläßt, welcher die Verbindung zwischen Kanal 13 und dem Räume oberhalb des Mantels herstellt. Der Mantel besitzt außerdem ein Ventil 17, durch dessen Öffnung eine Verbindung zwischen dem Raum oberhalb des Mantels' und dem Schirmraume hergestellt wird; es kann auch dieser Raum, wie in der Zeichnung angedeutet, durch ein Rohr 18 mit einer Ablauf leitung verbunden werden.

Die Flacheisen 19 zwischen Mantel 15 und dem Rohr 11 dienen als Auflagefläche für einen Regulierring 20 (Fig". 3), der entsprechend der Anzahl der Flacheisen 19 Öffnungen 21 besitzt, welche nicht größer sein dürfen als die Breite der Flacheisen 19. Diese Vorrichtung dient zur Herstellung eines gewissen Überdruckes im Schirmraum. Je mehr die Öffnungen 21 von 19 überdeckt sind, desto größer wird der Überdruck im Schirmraum und der Flüssigkeitshöhenunterschied zwischen dem Rohr 11 und dem Raum oberhalb des Mantels 15 sein, welch letzterer Flüssigkeitsstand entsprechend der Ablaufleitung 22 in gleicher Höhe sich hält.

Oberhalb von 15 kann man noch einen Schirm 23 anbringen, um den Strom des durch den Regelungsring gelangenden Wassers zweckmäßig zu führen. Das Gefäß 2 ist, wie üblich, mit einem Schlammablaßhahn 24 versehen.

Das Rohwasserzuführungsrohr 25 steht einerseits mit der Laugenleitung 3 bezvv. mit dem Reaktionsgefäß 1 durch das mit dem Regelungshahn 27 versehene Rohr 26, andererseits durch das mit Hahn 28 versehene Rohr 29 mit dem Rohr 11 in Verbindung.

Der Vorgang wird sich bei der Reinigung folgendermaßen abspielen, wodurch gleichzeitig eine Ausführungsart des Verfahrens näher beschrieben wird:

Durch das Rohr 26 wird ein Teil des zu reinigenden Wassers in die Laugenleitung 3 geführt, während der Rest des Wassers direkt durch 29 nach 11 läuft. Der erste Teil, des Wassers mischt sich mit dem durch eine geeignete Vorrichtung in geregelter Menge zugeführten Fällungs- bezw. Reinigungsmittel, das für die ganze Wassermenge berechnet ist, und gelangt auf den Schirm 4, von diesem auf die Kataraktflächen 5, wobei durch dieMischung und Zerteilung die Einwirkung der Chemikalien wesentlich unterstützt wird. Hierbei kann durch Einführung von Dampf durch Rohr 6, der zwischen den Kataraktflächen emporsteigt und mit dem fein verteilten Flüssigkeitsgemisch in innige Berührung kommt, eine starke Erhitzung vorgenommen werden, wodurch naturgemäß die Einwirkung" der Chemikalien um so schneller stattfindet. Die Flüssigkeit sammelt sich im unteren Teile des Gefäßes 1 und steigt darin bis zur Höhe des Rohres 8 an. Es wird hier noch weiter die Ausfällung vor sich gehen, und zwar werden die ausgefällten Teile im no Gefäß ι in Form großer Flocken sich bilden, die später ein schnelles und gründliches Absetzen unterstützen. Durch Rohr 8, das mit einem trichterförmigen Ansatz versehen sein kann, und Rohr 9 wird das Gemisch von Wasser und Ausscheidungen, gegebenenfalls auch durch Hahn 10, in das Rohr 11 des Gefäßes 2 übergeführt, wo es mit dem übrigen durch 29 zugeführten Wasser zusammentrifft, das nunmehr auch durch den Überschuß an Chemikalien mit dem anderen Wasser während des Durchlaufs durch, das

Gefäß 2 zur Reinigung gelangt. Das Flüssig"-keitsgemisch bewegt sich nun entsprechend der Pfeilrichtung in der Zeichnung in dem Rohre Ii und dem Körper 12¹ nach unten, steigt zwischen Gefäß 2 und den Schirmen 12 empor und zwischen letzteren hindurch nach dem Kanal 13. Es werden sich hierbei die Ausfällungen absetzen, wobei die eingeführten großen Flocken die kleinen Ausscheidungen

ίο auffangen und mit zu Boden reißen, so daß das Wasser in den meisten Fällen schon vollständig klar über den Mantel 15 gelangt. Damit nun das Wasser gezwungen ist, in gleicher Menge, also in gleicher Geschwindigkeit, in allen Teilen des Schirmraumes sich zu bewegen, dient der Regelungsring 20 zur Erzeugung eines Überdruckes. Dieser Ring wird so eingestellt, daß die Flüssigkeit im Rohr 11 stets höher steht als im Gefäße 2.

Durch Drehen dieses Ringes und dadurch mehr oder weniger große Überdeckung der Öffnungen 21 wird man diesen Wasserstandsunterschied auf die gewünschte Höhe bringen. Die gegebenenfalls geringen Ausfällungen in .dem Räume über dem Schirm 15 werden nach einiger Zeit durch Heben des Ventiles 17 nach dem Schirmraume bezAv. nach außen entfernt. Das gereinigte Wasser fließt durch Rohr 22 ab.

Je nachdem man nun mehr oder weniger Wasser und mehr oder weniger Dampf in das Reaktionsgefäß einführt, wird man die Erzeugung der großflockigen Ausscheidungen beschleunigen oder verringern und deren Menge regeln, auch die Temperatur bei der Reinigung in der gesamten Anlage einstellen können.

Man ist also bei diesem Apparate im Stande, beliebig die Art und Weise der Reinigung zu führen, immer unter Beobachtung der günstigsten Momente, welche eine gründliche Entfernung auszuscheidender Körper befördern.

Der vorstehend beschriebene und in Fig. 1 dargestellte Wasserreinigungsapparat kann auch eine Abänderung" in der Weise erfahren, daß das Rohr 11 außerhalb des Apparates angeordnet ist und mit einem Krümmer in den oberen Teil des Hohlkörpers 12¹ führt, der nunmehr oben geschlossen, nach unten aber offen ist.

Fig. 4 zeigt in Ansicht und Schnitt den in der angegebenen Weise abgeänderten Wasserreinigungsapparat, der wieder aus einem Reaktionsgefäß 1 und einem Fäll- und Absatzgefäß 2 bestellt.

Über dem Hohlkörper 12' gruppieren sich, wie bei dem Apparate nach Fig. 1, die Schirme 12, 12..., welche ebenfalls den gleichen Durchmesser haben, von der Wandung des Gefäßes 2 gleichweit entfernt sind und von einander gleichweit abstehen. Der Kanal 13 wird hier in der Mitte der Schirme 12 bezw. des Gefäßes 2 gebildet, indem hier die Schirme Öffnungen besitzen. Auch hierbei ist das Prinzip der Erweiterung der Öffnung 13 gewahrt. Die mehrflügelige Auflagestange 30 dient als Zentrierung für die Schirme 12. Die Öffnung 16 des Mantels besitzt ein mehrarmiges Flacheisen 19, an welchem die Auflagestange 30 befestigt ist und auf welchem der Regclungsring 20 mit den Durchlochungen 21 (Fig. 7) liegt. Oberhalb kann der Schirm 23 angebracht werden. Die übrigen Teile des Apparates sind die gleichen wie bei dem Apparat nach Fig. 1 und sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch der Arbeitsvorgang des abgeänderten Apparates nach Fig. 4 ist derselbe wie beim Apparat nach Fig. 1.

Claims (4)

Patent-Ansprüche: ,

1. Verfahren der kontinuierlichen Reinigung und Klärung" von Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Reinigung der gesamten Wassermenge erforderliche, fertig zubereitete Chemikalienlösung zuerst, event, unter Erwärmung, nur mit einem Teile dieser Wassermenge zusammengebracht wird, und daß erst dann das Gemisch von Chemikalien, Wasser und Ausscheidungen auf die übrige Wassermenge zur Einwirkung kommt, um durch die an erster Stelle gebildeten großflockigen Ausfällungen auf das Auffangen, Mitnehmen und Ablagern der an zweiter Stelle gebildeten feinflockigen Ausfällungen einzuwirken.

2. Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ein Wasserreinigungsapparat, bestehend aus einem Reaktionsgefäß (1) mit den Leitungen zur Zuführung für Chemikalien (3), Wasser (26) und Dampf (6) mit einem Kataraktapparat (4, 5) in seinem oberen Teile zwecks inniger Mischung und Einwirkung' der Chemikalien auf das Wasser, wobei dieses Reaktionsgefäß mit einem vom Boden aufsteigenden Rohr (8) versehen ist, das zur Abführung" der Flüssigkeit mit den ausfällten großflockigen Ausscheidungen nach einem Fäll- und Absatzgefäß dient, in das die übrige zu reinigende und zu klärende Wassermenge eingeführt wird.

3. Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I ein Wasserreinigungsapparat, bei welchem das Reaktionsgefäß nach ■ Anspruch 2 verbunden ist mit einem Fäll- und Absatzgefäß (2), das von einem zentralen Rohr (11) mit einem an dasselbe anschließenden, doppelkegelförmigen Körper (12') durchzogen ist, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das Absatzgefäß mit dieses Rohr umschließenden kegelförmigen Schirmen (12) vom gleichen Durchmesser ausgesetzt ist, welche von der Wandung des Gefäßes (2) gleichweit abstehen und nach oben immer weiter von dem Rohre (n) entfernt sind, wobei der Schirmraum oben von einem mit Ventil (17) und Regelungsring (20) versehenen Mantel (15) abgeschlossen ist, um einen Überdruck im Schirmraum zu erzeugen, und wobei oberhalb dieses Mantels (15) ein Schirm (23) zwecks Führung des Wasserstromes angebracht sein kann.

4. Ausführung des Fäll- und Absatzgefäßes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohr (11) aus dem Apparatgefäß (2) heraus verlegt und in das Innere des Körpers (12') geführt ist und die Schirme (12) in der Mittelachse des Schirmraumes einen nach oben sich erweiternden Kanal (13) bilden, welcher von dem Regelungsring (20) zur Einstellung eines Überdruckes überdeckt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.