DE1703841B2

DE1703841B2 - Absetzbehaelter zum reinigen von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1703841B2
Application number: DE19681703841
Authority: DE
Inventors: Robert Benjamin Ponteland Northumberland; Gray Thomas Consett Durham; Bolton (Großbritannien)
Original assignee: R.B. Bolton (Mining Engineers) Ltd, Consett, Durham (Großbritannien)
Priority date: 1967-07-19
Filing date: 1968-07-18
Publication date: 1978-01-05
Also published as: DE1703841A1; US3517815A; FR1576690A; DE1703841C3; GB1236931A

Description

Die Erfindung betrifft einen Absetzbehälter zum Reinigen von Flüssigkeiten, mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer, einem in die erste Kammer )<· führender Einlaß, einer freiliegenden Überlaufkante in der zweiten Kammer, über die die gereinigte Flüssigkeit abströmt, sowie mit wenigstens einer Zwischenwand zwischen den beiden kammern, die eine unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende öffnung aufweist, deren i*> unterer Rand im Abstand über dem Boden der aneinandergrenzenden Kammern und deren oberer Rand unterhalb der Höhe der freiliegenden Überlaufkante liegt.

Aus der DT-AS 12 00 758 ist ein Klärbecken mit zwei ·»< > Kammern bekannt, die durch eine Zwischenwand getrennt sind, die mit einer öffnung versehen ist, die oberhalb des Bodens, aber unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist. Die erste Kammer bildet hierbei eine Flockungszone, in der jedoch keine besonderen ·4^Γ> Vorkehrunger getroffen sind, um eine hohe Turbulenz zu vermeiden. Die eigentliche Klärung der Flüssigkeit erfolgt in einer Klärzone in der zweiten Kammer, die mit einem Schlamm-Austrag versehen ist. Die erste Kammer hat keinen Schlamm-Austrag, sondern es wird so im Gegenteil aus einem Eindickbereich eine Schlamm-Suspension in die Flockungszone rückgepumpt.

Aus der DT-PS 10 77 188 ist eine Kläranlage mit einer Vielzahl von hintereinandergeschalteten Kammern bekannt, in die abwechselnd Zwischenwände von oben und von unten hineinragen, um den Strömungsweg zu vergrößern.

Auch die US-PS 21 11 097 zeigt ein Absetzbecken mit einer Vielzahl von hintereinandergeschalteten Kammern, jedoch mit horizontalem Strömungsweg. ω

Eine Möglichkeit, bereits aus der ersten Kammer wenigstens einen Großteil des Schlammes absetzen zu lassen und abzuführen, ist bei keinem dieser Klärbehälter vorgesehen.

Aus der US-PS 16 45 093 ist schließlich ein ölabschei- hs der bekannt, der mit einer aus zwei konzentrischen Rohren gebildeten Einlaufschikane ausgestattet ist. Die Einlaufschikane ist aber nicht in einem Absetzbehälter angeordnet, noch wird am unteren Ende des Einlaufbehälters eine Schlamm-Suspension abgezogen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Absetzbehälter zu schaffen, bei dem sich bereits in der ersten Kammer ein Großteil des Schlammes absetzt.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Einlaß in die erste Kammer in Form eines Rohres ausgebildet ist, das nach unten in einen aufrecht stehenden, rohrförmigen am Boden geschlossenen Behälter eintaucht, der in der ersten Kammer angeordnet ist, und daß der obere Rand des Behälters auf einer niedrigeren Höhe liegt als die freiliegende Überlaufkante in der zweiten Kammer und so eine unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Überlaufkante in der ersten Kammer bildet.

Der erfindungsgemäße Aufbau führt zu einer sehr geringen Turbulenz in der ersten Kammer, so daß sich ein Großteil des Schlammes bereits in dieser Kammer absetzen und aus ihr abgezogen werden kann. Eine Folge davon ist, daß die weiteren Kammern, durch die also bereits eire stark vorgereinigte Flüssigkeit hindurchgeführt wird, mit größerer Effektivität arbeiten.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

F i g. I schematisch im Schnitt eine erste Ausführungsform eines Absetzbehälters zeigt.

F i g. 2 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie U-Il von Fig.l.

Fig.3 zeigt in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform eines Absetzbehälters.

Fig.4 zeigt den Absetzbehälter nach Fig.3 von oben.

F i g. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Absetzbehälter.

Der Absetzbehälter nach F i g. 1 weist einen Eintrittsteil, einen Vorratsbehälter T für reine Flüssigkeit und einen Behälter für lösliches öl (nicht dargestellt) auf.

Der Eintrittsteil weist 4 Kammern auf, nämlich eine erste Kammer 1, eine zweite Kammer 4 und zwei Zwischenkammern 2 und 3, die von einer Stirnwand 5 und vier vertikalen Zwischenwänden 6, 7, 8 und 9 begrenzt sind. Am oberen Teil der Wand 9 befindet sich eine schürzenartige Leitplatte 10, die einen freiliegenden Überlauf bildet, über den die Flüssigkeit zu einer Filterrinne 11 fließt. Die Leitplatte 10 ist gegen die Filterrinne 11 geringfügig abwärts geneigt, und ihre obere Überlaufkante 12 bestimmt den Flüssigkeitsspiegel in den Kammern 1 bis 4, da jede der Zwischenwände 6, 7 und 8 sich bis zu einer Höhe oberhalb der Überlaufkante 12 erstreckt.

Ein Rohr 13 für ankommende, verunreinigte Flüssigkeit erstreckt sich innerhalb eines rohrförmigen Behälters 14 konzentrisch zu diesem vertikal nach unten. Das untere Ende 15 des Behälters 14 ist verschlossen, so daß ein Eimer gebildet ist, der innerhalb der Kammer 1 an der Stirnwand 5 mittels Aufhängeeinrichtungen 16 befestigt ist. Der Rand des Behälters 14 bildet eine untergetauchte Überlaufkante für die ankommende Flüssigkeit. In dem unteren Teil der Zwischenwand 6 befindet sich eine querverlaufende öffnung 17, deren oberer Rand mit einer schräg aufwärts vorspringenden Schwelle 18 ausgestattet ist. Am Boden der Kammer 1 befindet sich in einer Seitenwand des Behälters eine Ablaßöffnung 19.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die

Joden der einzelnen Kammern 1 bis 4 von einer iinzigen, querverlaufenden, horizontalen Platte 20 ;ebildet, die in einem Abstand oberhalb des Bodens des \bsetzbehalters 21 angeordnet ist und einen Auslaufkaial P zu einem Saugleitungszweig des Vorratsbehälter > Tbegrenzt

begrenzt.

Im oberen Teil der Zwischenwand 7 befindet sich eine quergerichtete öffnung 22 für den Durchtritt von Flüssigkeit aus der Kammer 2 in die Kammer 3. Der untere Rcnd dieser öffnung weist eine Schwelle 23 auf, die sich, in Bezug auf die Strömungsrichtung der Flüssigkeit, nach hinten und abwärts über den größeren Teil der Kammer 2 erstreckt. Eine weitere schräg abwärts gerichtete Schwelle 24 erstreckt sich über dem größeren Teil der Kammer 3. In der Nähe der öffnung 22 ist quer zur kammer 3 ein stabförmiger Dauermagnet 25 angeordnet. Da dieser Magnet lang ist und nur mit seinem einen Ende in einer der Seitenwände des Behälters montiert werden kann, kann Jas freie Ende des Magneten mit Hilfe eines daran befestigten nichtmagnetischen Elementes auf nicht dargestellte Stäben geführt sein, die sich quer zum Behälter erstrecken, damit verhindert wird, daß der Magnet selbst von dem einen oder anderen der Ränder der öffnung 22 magnetisch angezogen wird.

Im unteren Teil der Zwischenwand 8 befindet sich eine quergerichtete öffnung 26, durch die Flüssigkeit aus der Kammer 3 in die Kammer 4 fließen kann. Am oberen Rand dieser öffnung ist eine Schwelle 27 befestigt, die sich über den größeren Teil der Kammer 3 nach hinten und abwärts erstreckt, und eine weitere Schwelle 28 erstreckt sich über den größeren Teil der Kammer 4 nach vorn und abwärts.

Die Filterrinne 11 ist von einer schrägen Wand 29 Jf. gebildet, die sich etwa von der Mitte der Zwischenwand 9 nach oben erstreckt. Auf der inneren Fläche der Wand 29 ist ein durchlässiges Filter 30 in der Form eines sich in der Querrichtung erstreckenden Maschendrahtgewebestreifens über einer öffnung in dieser Wand 29 befestigt, w Ferner ist innerhalb der Filterrinne 11 und unterhalb der Leitplatte 10 an der Zwischenwand 9 eine schräge Schwelle 31 befestigt, die sich gegen das untere Ende des Filters 30 hin über den größeren Teil der Breite der Filterrinne 11 an dieser Zone abwärts erstreckt.

Jede der Kammern, 2, 3 und 4 und die Filterrinne 11 haben an ihrem unteren Ende in der einen Seitenwand des Behälters eine Ablaßöffnung, und diese Ablaßöffnungen sind mittels Schraubstopfen 32, 33, 34 bzw. 35 verschlossen. so

Der Sinn dieser Anordnung besteht darin, den größeren Teil der in der zurückgeführten verunreinigten Flüssigkeit enthaltenen Sinkstoffe in der Kammer 1 und öl und schwimmenden Schaum in den oberen Teilen der Kammern 1 bis 4 sowie unterhalb der 5"> schrägen Schwellen 23,24,27 und 28 zurückzuhalten, so daß die Flüssigkeit bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sie über die Leitplatte 10 überströmt, an der sie von oberhalb des Behälters beobachtet werden kann, im wesentlichen gereinigt ist und von sämtlichen oder wi nahezu sämtlichen der verunreinigenden Materialien, die den Filter 30 sonst zu verstopfen drohen wurden, frei ist.

Die Anordnung der quergerichteten öffnungen 17,22 und 26 dient dazu, einen verhältnismäßig langsamen und t>i stromlinienförmigen Durchfluß der Flüssigkeit mit möglichst geringer Turbulenz herbeizuführen. Außerdem soll die Anordnung des Rohres 13 innerhalb des konzentrischen Behälters J4 einen verwirbelungsfreien Eintritt der Flüssigkeit in die Kammer 1 gewährleisten.

Es sei beispielsweise angenommen, daß die Flüssigkeit in einer Menge von etwa 75 l/min durch das Rohr 13 zurückgeführt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit dieser Flüssigkeit im Rohr 13 beträgt etwa 1 m/s, während die Strömungsgeschwindigkeit über den Rand des Behälters 14 nur etwa 16 cm/s beträgt. Von dieser Oberkante fällt die Flüssigkeit sehr langsam in die Kammer 1, die eine Breite in der Querrichtung von 660 mm hat. Die Strömungsgeschwindigkeit durch die Öffnung 17 beträgt also etwa 90 mm/s. Alle schwimmfähigen Verunreinigungen, wie öl oder Schaum, die sich während des langsamen Durchtritts der Flüssigkeit unterhalb der Schwelle 18 abscheiden, werden in die Kammer 1 zurückgelenkt, in der sie in den oberen Teil der Kammer aufsteigen können. In der Kammer 2 strömt die Flüssigkeit abermals langsam aufwärts, wobei die zurückgebliebenen Sinkstoffe sich am Boden dieser Kammer absetzen können und schwimmfähige Verunreinigungen, die sich unter der Schwelle 23 nicht gefangen haben, in den oberen Teil der Kammer aufsteigen können. Die Flüssigkeit strömt dann durch die öffnung 22 und über den Magneten 25 mit ähnlich geringer Geschwindigkeit und sinkt in der Kammer 3 langsam nieder, so daß weitere Sinkstoffe sich am Boden dieser Kammer absetzen und öliges Material, das sich unter der Schwelle 24 nicht gefangen hat, zur Oberfläche der darin enthaltenen Flüssigkeit aufsteigen kann. Abermals strömt die Flüssigkeit langsam durch die tief untergetauchte öffnung 26 in die Kammer 4 und steigt in dieser langsam zur Überlaufkante 12 der Leitplatte 10 auf, und in dieser Kammer 4 können weitere Sinkstoffe sich am Boden absetzen, während praktisch der gesamte Rest an öligem Material unter den Schwellen 27 und 28 eingefangen wird. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Flüssigkeit den Flüssigkeitsspiegel in der Kammer 4 erreicht, der durch die Überlaufkante 12 der Leitplatte 10 bestimmt ist, ist sie praktisch gereinigt, und es besteht daher keine Gefahr, daß sie das Filter 30 verstopft, das aus einem Drahtmaschengewebe mit 39,4 Maschen je cm aus 0,122 mm starkem Draht hergestellt sein kann und eine äußerst geringe lichte Maschenweile aufweist. Das Filter 30 wird von der eintretenden Flüssigkeit, die in einer solchen Richtung fließt, daß sie noch zurückgebliebene Sinkstoffe veranlaßt, sich am Boden der Filterrinne It zu sammeln, und etwa zurückgebliebenes öliges Material veranlaßt, sich entweder unterhalb des nach unten zu vorspringenden Teiles der Leitplatte 10 oder unterhalb der schrägen Platte 31 zu sammeln, gewaschen.

Die Kammer 1 kann vollständig entwässert werden, die Kammer 2 kann bis auf das Niveau der Unterkante der öffnung 17 geleert werden, und die Kammer 3 kann bis zum Niveau der L'nterkante der öffnung 22 entwässert werden, indem einfach die Ablaßöffnung 19 geöffnet wird. Auf diese Weise kann der größte Teil der Sinkstoffe, die sich in der Kammer 1 gesammelt haben, zusammen mit dem öligen Material, das an der Oberfläche innerhalb dieser Kammern schwimmt bzw. unter der Schwelle 23 angesammelt ist, beseitigt werden. Der untere Teil der Kammer 2 kann durch Entfernen des Schraubstopfens 32 geleert werden. Durch Entfernen des Schraubstopfens 33 kann der Teil der Kammer 3 unterhalb des Niveaus der öffnung 22 zusammen mit dem Teil der Kammer 4 bis hinab zum Niveau der öffnung 26 geleert und durchgespült werden, wobei

etwaiges unter den Schwellen 24, 27 und 28 angesammeltes öliges Material beseitigt wird. Der untere Teil der Kammer 4 kann geleert werden, indem der Schraubstopfen 34 entfernt wird, während aus der Filterrinne 11 Flüssigkeit zusammen mit dem unterhalb der Platten 10 und 31 angesammelten öligen Material abgelassen und ausgespült werden kann, indem der Schraubstopfen 35 entfernt wird.

Da das Herausspülen des weitaus größten Teils der angesammelten Sinkstoffe und des öligen Materials durch öffnen der Ablaßöffnung 19 erzielt werden kann, ist es erwünscht, diese Tätigkeit soweit wie möglich zu vereinfachen.

Für die Ablaßöffnung 19 ist, wie in F i g. 2 gezeigt, ein unverlierbarer Verschluß vorgesehen, der einfach durch Herausstoßen mit einer Stange geöffnet werden kann.

Ein halbkugelartiges Glied 36 ist mit seiner diametralen Grundfläche an einer ebenen Platte 37 befestigt, die ihrerseits an einem Arm 38 befestigt ist, der an einem Schwenkbolzen 39 zwischen Ösen 40 aufgehängt ist, die an der Innenfläche der Seitenwand 41 befestigt sind. Die Form des Armes 38 ist derart, daß unter der Wirkung der Schwerkraft das Glied 36 zur Linienberührung mit dem Innenumfang der öffnung 19 gedrängt wird und die dichtende Anlage wird durch den auf die Platte 37 wirkenden Flüssigkeitsdruck gewährleistet. Die Platte kann größer sein als das Glied 36, so daß der Verschluß, wenn er einwärts und aufwärts aufgestoßen wird, in die angesammelten Sinkstoffe eine Rinne gräbt, die den freien Durchgang für das Glied 36 ermöglicht.

Die Sinkstoffe werden durch das Gewicht der Flüssigkeit in der Kammer 1 und in den oberen Teilen der Kammern 2 und 3 fortgespült und diese Flüssigkeit reißt auch etwaiges öl und Schaum mit, die in diesen drei Kammern schwimmen.

Da die unteren Teile der Kammern 2 und 3, die Kammer 4 und die Filterrinne 11 weniger häufig entleert werden müssen, können diese mit verhältnismäßig kleinen Schraubstopfen 32—35 ausgestattet sein, die mittels eines einfachen Werkzeuges oder Schlüssels betätigbar sein können.

Das Glied 36 kann außen gegen Beschädigung oder unbeabsichtigte Betätigung durch einen Stutzen 42 geschützt sein, der mit einem Gewinde für die Aufnahme einer aufgeschraubten Kappe oder eines eingeschraubten Stopfens versehen ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3, 4 und 5 hat der Absetzbehälter einen Vorratsbehälter T für gereinigte Flüssigkeit und einen Eintrittsteil, der 8 Kammern umfaßt, nämlich eine erste Kammer 1, eine zweite Kammer 101 und 6 Zwischenkammern 102, 103, 104, 105, 106 und 107. Die Kammern erstrecken sich quer über den Absetzbehälter und sind von einer Stirnwand 5 und acht vertikalen quergerichteten Zwischenwänden 6 und 112—118 begrenzt. Jede dieser Zwischenwände 6, 112—118 erstreckt sich nach oben über den Flüssigkeitsspiegel 119 in dem Vorratsbehälter Tund die letzte Trennwand 118 ist über etwa die Hälfte ihrer Breite nach unten zu so abgestuft, daß sie eine freiliegende Überlaufkante 120 bildet, die den Flüssigkeitsspiegel 121 im Eintrittsteil bestimmt.

Die erste Kammer 1 stimmt im wesentlichen mit der des ersten Ausführungsbeispiels (Fig. I) übercin und gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Zwischenkammern 102—107 stehen jedoch miteinander durch vertikale lange öffnungen 124 in Verbindung, die in den Zwischenwänden 112-117 in der Nähe der Seitenwände 125 und 126 des Absetzbehälters vorgesehen sind. Die öffnungen 124 sind in jeder zweiten Zwischenwand (112, 114 und 116) in der Nähe der Seitenwand 125 und in den übrigen ■) Zwischenwänden (113, 115 und 117) in der Nähe der Seitenwand 126 angeordnet. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit aus der ersten Kammer 1 in die zweite Kammer 101 nur gelangen, indem sie einem gewundenen, in diesem Falle zickzackförmigen, Strömungweg

κι durch die Zwischenkammern folgt. Die Oberkanten 127 sämtlicher öffnungen 124 liegen unterhalb des Flüssigkeitsspiegeis 121 und die Unterkanten 128 der Öffnungen liegen im Abstand oberhalb des Bodens 20 der Kammern. Auf diese Weise umfaßt jede Kammer

einen Absetzteil unterhalb der Höhe der Öffnungen und einen Flotations- oder Schwimmteil oberhalb der Höhe der öffnungen. Sämtliche öffnungen 124 haben im wesentlichen die gleiche Größe und Form und sind, mit Ausnahme der öffnung in der Zwischenwand 117, auf

2» gleicher Höhe angeordnet. Die öffnung in der Zwischenwand 117 ist auf einem etwas niedrigeren Niveau (Fig.5) in der Nähe der Seitenwand 126 angeordnet. Auf diese Weise wird der Strömungsweg von dieser öffnung durch die Kammer 101 zur

2^r> Überlaufkante 120 verlängert, die in dem entfernten Teil der Zwischenwand 118 (in der Nähe der Seitenwand 125) angeordnet ist Aus dem gleichen Grund erstreckt sich die Überlaufkante 120 nicht durchgehend über die ganze Breite der Zwischenwand 118. Das niedrigere

Niveau der öffnung in der Zwischenwand 117 hat ferner die Wirkung, daß der Flüssigkeit in der Kammer 107 eine abwärts gerichtete Strömung aufgezwungen wird und der Flotationsteil dieser Kammer vergrößert wird, so daß die Gefahr vermindert wird, daß schwimmende Verunreinigungen über die Überlaufkante mitgerissen werden.

Die Möglichkeit, daß schwimmende Verunreinigungen aus einer Kammer in die nächste mitgerissen werden, wird noch weiter vermindert, indem über jeder Kammer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 121, jedoch oberhalb der Oberkanten 127 der öffnungen 124, abnehmbare durchlöcherte Lenkplatten 130 angeordnet sind. Diese Lenkplatten (F i g. 3 und 5) können die Form von Metallplatten mit ausgestanzten Löchern haben.

4^r) Wie ersichtlich, ist bei diesem Ausführungsbeispiel der gewundene Strömungsweg, dem die Flüssigkeit durch die Zwischenkammern hindurch folgen muß, im wesentlichen in einer horizontalen Ebene angeordnet während bei der ersten Ausführungsform diese Ebene

ν» eine allgemein vertikale Ebene ist.

Bei den vorliegenden Ausführungsformen werder etwa 95% der festen Verunreinigungen in einen Hydraulikgemisch aus löslichem öl und Wasser in dei ersten Kammer gelrennt.

v> Obwohl bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eil sehr !anger Weg vorgesehen ist, wird dennoch ein« geringfügige Menge an schwimmfähigen und absetzba ren Verunreinigungen in den Vorratsbehälter ' mitgerissen. Dank der verhältnismäßig langen Aufent

ι«" haltszeit der Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter steh für die Abscheidung dieser Restverunreinigungei genügend Zeit zur Verfügung. Die schwimmfähige: Verunreinigungen sind dabei nicht so kritisch, denn dii Flüssigkeit wird vom Boden des Behälters abgezoger

ι·'· zum Zurückhalten der absetzfähigen Verunreinigung^ ist hingegen eine aufrechtslchende Stauplatte 132 an Boden 21 des Absetzbehälters in der Nähe des Eintritt zum Auslaßkanal /'vorgesehen.

HiiM/u Ί Hliill Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Absetzbehälter zum Reinigen von Flüssigkeiten, mit einer ersten Kammer und einer zweiten "· Kammer, einem in die erste Kammer führenden Einlaß, einer freiliegenden Überlaufkante in der zweiten Kammer, über die die gereinigte Flüssigkeit abströmt, sowie mit wenigstens einer Zwischenwand zwischen den beiden Kammern, die eine unter dem Flüssigkeitspiegel liegende öffnung aufweist, deren unterer Rand im Abstand über dem Boden der aneinandergrenzenden Kammern und deren oberer Rand unterhalb der Höhe der freiliegenden Überlaufkante liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß in die erste Kammer (1) in Formeines Rohres (13) ausgebildet ist, das nach unten in einen aufrecht stehenden, rohrförmigen am Boden geschlossenen Behälter (14) eintaucht, der in der ersten Kammer (1) angeordnet ist, und daß der obere Rand 2» des Behälters (14) auf einer niedrigeren Höhe liegt als die freiliegende Überlaufkante (12, 120) in der zweiten Kammer (4, 101) und so eine unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Überlaufkante in der ersten Kammer (1) bildet.