DE1767909C3

DE1767909C3 - Verfahren zum Regeln einer kon tinuierhch arbeitenden Sedimenta tionsvornchtung

Info

Publication number: DE1767909C3
Application number: DE1767909A
Authority: DE
Inventors: Bengt Prof. Hedstroem; Ake Jernqvist
Original assignee: REDERIAKTIEBOLAGET NORDSTJERNAN NYNAESHAMN (SCHWEDEN)
Current assignee: REDERIAKTIEBOLAGET NORDSTJERNAN NYNAESHAMN (SCHWEDEN)
Priority date: 1967-06-30
Filing date: 1968-06-29
Publication date: 1973-11-08
Also published as: DE1767909A1; NL6809210A; DE1767909B2; FI49244B; US3551330A; GB1215865A; FI49244C; FR1571188A; ES355539A1; SE337805B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regein einer kontinuierlich arbeitenden Sedimentationsvorrichtung durch Einregeln eines Diskontinuitätsspiege's zwischen verschiedenen Feststoffkonzentraiionen.

Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird die Höhe des Diskontinuitätsspiegels zwischen dem Dickschlamm und einer darüberliegenden DünnschUmmphase in der vertikalen Konzentratioiisvcrteilung innerhalb der Sedimentationsvorriehtung ermittelt und in einer bestimmten Höhe gehalten. Diese bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß bei Überlastung der Sedimentationsvorrichtung feste Bestandteile der Abflußströmung der überlaufenden Klarlösung sofort folgen, so daß diese nicht mehr klar ist. Um diese Gefahr der Verunreinigung der Klarlösung zu vermeiden, ist es im praktischen Betrieb insbesondere von Sedimentationsvorrichtungen mit einer Sedimentationstrennwand notwendig, daß die Sedimentationsvorriehtung immer unterhalb der maximalen Belastung betrieben wird, was wiederum unrationell ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln einer kontinuierlich arbeitenden Sedimentationsvorrichtung zu schaffen, das einen optimalen Betrieb der Sedimentationsvorrichtung bei maximaler Belastung derselben ermöglicht.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine physikalische Größe zu finden, die, noch ehe die Gefahr einer Verunreinigung des Überlaufs der Klarlösung eintritt, anzeigt, daß die maximale Belasiung der Sedimentationsvorrichtung überschritten ist. und diese Größe dann zum kegeln der Sedimentationsvorrichtiir.g zu benutzen. Dadurch könnte die Sedimentaiionsvorrichtung kontinuierlich bei naximaler Belastung arbeiten, wodurch die optimale wirtscliaf'.-liehe Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Sedimentationsfläche gewährleistet wäre.

Demnach besteht die Erfindung darin, daß ein Diskontinuitätsspiegel zwischen zwei Dürnschlammphasen festgestellt und durch Regeln des Dickschlammabflusses und/oder des Zuflusses der Aufgahetrühe in einem vorgegebenen Höhenbereich gehalten wird. Die Erfinder haben nämlich überraschend festgestellt, daß außer dem Diskontinuitätsspiegel zwischen dem Dickschlamm und der darüberliegenden Dünnschlammphase zwischen zwei Dünnschlammphasen ein weiterer Diskontinuitätsspiegel vorhanden ist. der seine Höhenlage sofort bei jeder Überlastung der Sedimentaiionsvornchtung ändert und so die gesuchte physikalische Größe bildet. Aus diesem Grunde ist der Diskontinuitätsspiegel zwis.hen zwei Dünnschlammphasen für das Regeln einer kontinuierlich arbeitenden Sedimentationsvorrichtung besonders geeignet, was durch sorgfältige theoretische Untersuchungen und praktische Messungen bestätigt worden ist. Dieser Diskontinuitätsspiegel kann durch bekannte Vorrichtungen in einer bestimmten Höhe eingehalten werden, wodurch erreicht wird, daß eine Veränderung der Konzentration des Dickschlammes bei optimalem Betrieb vermieden wird.

Dieser Diskontinuitätsspiegel zwischen zwei Dünnschlammphasen läßt sich besonders deutlich feststellen. wenn die Sedimentationsvorricniung bei maximaler Belastung betrieben wird, so daß es zweckmäßig ist, diesen Diskontinuilätsspiegel zwischen den Dünnschlammphasen bei maximaler Belastung der Sedimentationsvorrichtung festzustellen. Hält man dann diesen so festgestellten Sedimentationsspiegel in der festgestellten Höhe, dann ist gewährleistet, daß die Sedimentationsvorrichtung dauernd mit optimaler Lcistung betrieben wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß auf die sich absetzende Strömung Schwingungen überiragen werden. Dadurch nimmt die Feststoffe nzentration unterhalb des geregelten Diskontinuitätsspiegels zu, was die Regelungswirkung fördert. Außerdem wird dadurch eine höhere Feststoffkonzentration im Dickschlamm erzielt. Die Schwingungen können hierbei entweder unmittelbar auf die Strömung oder auf das Gehäuse der Sedimertationsvorrichtung übertragen werden.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigen

F i g. 1 und 2 die Diagramme der Strömung fester Bestandteile je Flächeneinheit als Funktion der Konzentration der festen Bestandteile,

F i g. 3a und 3 b eine schematisch dargestellte Eindickvorrichtung mit unterschiedlicher Konzentrationsverteilung der Strömung innerhalb der Vorrichtung. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Kurven zeigen für eine in Betracht kommende Suspension die Strömung fester Bestandteile je Flächeneinheit,

m² · sec

als eine Funktion der Konzentration fester Bestandteile. <■ — kg/m^:i.

Diese Kurven können auf einfache graphische Weise von Chargen-Absetzversuchen abgeleitet werden. In diesem Zusammenhang ist es uninteressant, wie dies durchgeführt wird und wie dazu die theoretischen Untersuchungen aussehen.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist. daß bei maximaler Belastung der Sedimentations^orrichtunc eine Diskontinuität in der ertikalen Konzentrationsverteilung der Strömung innerhalb der Sedimcr.Uiticnsvorrichtuiii: entsteht. Die maximale Belastung der Sedimentutionsvornchtung ergibt sich dann, wenn die größtmögliche Teilchenkon/entration im abfließenden Dickschlamm erzielt wird, ohne daß dabei feste Bestandteile der Abflußströmung !er überlaufenden Klarlösung folgen. Diese Diskontinuität verschwindet sowohl bei einem Betrieb der Sedimentationsvoirichtung mit Überlast, d. h., wenn die festen Bestandteile der Abflußströmung der überraufenden Klarlösung folgen, als auch bei einem Betrieb der Sedimentationsvorrichtung mit Unterlast, d. h.. wenn der abfließende Dickschlamm eine geringere Konzentration fester Bestandteile aufweist, als im Hinblick auf das Fehlen von festen Bestandteilen in der abfließenden Klarlösung notwendig wäre.

In F i g. 1 ist die Konzentrationsverteilung bei maximaler Belastung dargestellt. Bei den verschiedenen eingezeichneten Teilchenkonzentrationen handelt es sich bei C₀ um die Konzentration fester Bestandteile in der Aufgabetrübe am Zulauf, bei C, um die Konzentration fester Bestandteile unterhalb des Zulaufs und obei"ialb der Diskontinuität, bei C₁, um die Konzentration fester Bestandteile des Dickschlammes im Abfluß und bei Ccrit um die Konzentration fester Bestandteile unterhalb der Diskontinuität jeweils in kg/m³. Mit F ist der Zulauf der Aufgabelrübe, mit L der Abfluß des Dickschlammes, beide in m'.'sec, und mit ν die Absetzgeschwindigkeit bezeichnet. Bei der Linie LjA handelt es sich, wie das aus F i g. 1 ersichtlich ist, um eine Tangente an die Kurve c · ι bei maximaler Belastung, wobei A die horizontale Fläche der Sedimentationsvorrichtung in m'² bedeutet. In F i g. 2 sind dip Betriebsverhältüisse bei Unterbelastung der Sedimentations vorrichtung dargestellt.

In Fig. 3a ist schematisch eine bei maximale Belastung betriebene Sedimentationsvorrichtung dargestellt. In Fig. 3b ist daneben angedeutet, wie dadurch die Konzentrationsverteilung der Strömung in der Sedimentationsvorrichtung aussehen kann.

Aus den F i g. 3a und 3 b ist zu entnehmen, daß der Diskontinuitätsspiegel zwischen dem Zufluß und dem am Boden vorgesehenen Abfluß ausgebildet ist. Arheuet die Sedimentationsvorrichtung bei maximaler Belastung, dann bleibt der Diskontiniiitätsspiegel unverändert. Durch Überlasten der Sedimentationsvorrichtung, entweder durch Vergrößerung der Beschickungsmenge oder durch Vergrößerung der Konzentration der festen Bestandteile der Aufgaben übe oder durch Verringerung des Betrages an abfließendem Dickschlamm steint der Diskonünuitätsspiegel innerhalb der Sedimer'.messvorrichtung. Wenn die Sedimentationsvorrichtung jedoch bei Unterbelastung betrieben wird, was entweder durch Verringerung der Beschickungsmenge oder durch Verringerung der Konzentration der festen Bestandteile in der Aufgabetrübe oder durch Vergrößerung des Betrages ar. abfließendem Dickschlamm geschehen kann, dann fällt dieser Diskoniinuitälsspiegel innerhalb der Sedimentations\orrichtung.

Durch Anwendung c_.· ertindungsgemäßen Lehre von dem bei maximaler Belastung auftretenden Diskontinuitätsspiegel bei Separationsverfahren ist e-. möglich geworden, diese Separation: verfahren für den optimalen Betrieb einer Sedimentation-.vorriehumg /u regeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einer bekannten Sedimentationsvorrichtung durchgeführt werden, die em DruckmefMerät. einen Zulauf für die Aufgabetrübe, einen Überlauf für die Klarlösung, einen Abfluß für den Dickschlamm und zwei als Sonden ausgebildete Rohre aufweist. Diese Sonde 1 sind mit einem auf dem Kopf stehenden U-Rohr verbunden, dessen oberes Teilstück mit Öl gefüllt ist. das eine Dichte besitzt, die geringfügig unter der Dichte der Flüssigkeit liegt.

Bei einer Änderung des Druckunterschiedes sieigt oder sinkt die Grenzfläche in eimern Schenkel des U-Rohres, wodurch eine Abflußpumpe an- oder abgestellt wird. Damit kann die Stellung eines Di--kontinuitätsspiegels immer zwischen den beiden Sondenöffnungen gehalten werden.

Selbstverständlich ist es nicht die Art der Einrichtung zur Ermittlung der Diskontinuität, die für die Anwendung der Erfindung entscheidend ist. Das Wesentliche ist vielmehr das Prinzip, daß man durch Kenntnis dieser Diskontinuität bei maximalem Betrieb einer Sedimentationsvorrichtung diese zur Bctriebsregelung derselben heranziehen kann.

Die Sedimentationsvorrichtung kann auch einen Vibrator aufweisen, der in der Strömung unterhalb

jo des Diskontinuitätiispiegels angeordnet ist. Der Vibrator kann in die Strömung eintauchen oder am Gehäuse der Sedimentationsvorrichtung angeordnet sein. Durch die Schwingungen kann eine Vergrößerung der Konzentrations-Diskontinuität erzielt werden, die die Regelt'ngsfunktionen fördert und die Absetzwirkung vergrößern kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln einer kontinuierlich arbeitenden Sedimentationsvorriehtung durch Einregeln eines Diskontinuitätsspiegels zwischen verschiedenen FeststofTkon/.cntrationcn. dadurch gekennzeichnet, daß ein Diskontinuitätsspiegel zwischen zwei Dünnschlammphascn h·».·- gestellt und durch Regeln des Dicksehlammabflusses und oder des Zuflusses der Aufgahetrühe in einem \orgegebenen Höhen be rc ic Ii gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Diskontinuitätsspiegel zwischen den Dünnschlammphasen bei maximaler Belastung ό\.: Sedmieiuationsvorricluung festgestellt v.ird.

}.. Verfahren nach Anspruch \ oder 2. dadurch gekennzeich nt. daß die Stellung des Diskontinuitätsspiegels durch eine Differenzdruckmessung ermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Diskon'inuiiätsspiegcls auf optischem Weg ermittelt wird.

5. Vevahren nach einem de· Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grund der Stellung des Diskontinuitätsspiegels ein eine automatische Regelung des Abflusses und,oder des Trübe/ulaufs ermöglichendes Signal erzeugt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da.'/ auf die sich absetzende Strömung Schwingungen überiiagen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ö, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Gehäuse der Sedimentationsvorriehtung Schwingungen übertragen werden.