DE1910518A1 - Beluefteter Sandfang - Google Patents

Description

Essen, 27. Februar 1969 PA Dr.Ha/ΙΉ N 4323/14

Heinrich Koppers Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 43 Essen, Moltkestraße 29

Belüfteter Sandfang

Die vorliegende Erfindung betrifft einen belüfteten Sandfang, der zur Abscheidung mineralischer Bestandteile, insbesondere Sand, aus dem Abwasser dient. Derartige Sandfänge werden den üblichen Abwasser- und Schlammbehandlungsanlagen vorgeschaltet und sollen betriebliche Störungen durch Sand und andere mine- λ ralische Bestandteile in den nachgeschalteten Anlagen verhindern. Pur diesen Zweck sind bereits Sandfänge verschiedenster Bauart bekannt.

Besondere günstige Entsandungeeffekte bei nur geringer organischer Verschmutzung des Sandfanggutes werden dabei in den belüfteten Sandfängen erreicht. Der Vorteil der belüfteten Sandfänge 1st insbesondere darin zu sehen, daß unabhängig von der Zuflußmenge durch Einblasen von Druckluft eine konstante Umwälzströmung und damit gleichmäßige Klassierbedingungen erzeugt werden. Eine besondere häufig angewandte Ausführungsform besteht aus einem oder mehreren Längsbecken mit ausgerundeter Sohle, an deren Längsseite Einrichtungen zum Einblasen von Druckluft vorgesehen sind. Durch die eingeblasene Druckluft wird dabei in den Längsbecken eine Umwälzströmung erzeugt, deren Strömungsgeschwindigkeit so groß ist, daß ein

009838/1808

Absetzen der organischen Bestandteile des Abwassers verhindert wird, der Absetzvorgang des Sandes und der anderen mineralischen Bestandteile jedoch unbeeinträchtigt bleibt.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 246 609 ist ferner ein belüfteter Sandfang bekannt, bei dem innerhalb eines Beckens eine um die senkrechte Achse rotierende Umwälzvorrichtung (Rührer) und im Mittelpunkt der Beckensohle ein Sandsammelraum vorgesehen sind. Diese Vorrichtung arbeitet ebenfalls mit Druckluft, die durch besondere Belüftungsarme, die an der Rührwelle befestigt sind, in das Abwasser eingepreßt wird.

Die Anwendung von Druckluft zur Belüftung des Sandfanges erfordert jedoch einen recht umfangreichen apparativen Aufwand für das Belüftungssystem einschließlich der dazu erforderlichen Gebläse sowie des dabei notwendigen Masohinenhausraumes. Deshalb sind die Investitionskosten für derartige Sandfänge recht hoch. Außerdem können die Austrittsöffnungen für die Druckluft, die wegen der gewünschten fein- und mittelblasigen Belüftung relativ eng sind, leicht verstopfen, was zu Störungen der Anlage führen kann.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen belüfteten Sandfang zu schaffen, der sich im Vergleich au den bisher bekannten, Bit Druckluft arbeitenden Sandfängen durch einfachere konstruktive Gestaltung zur Erzielung niedrigerer Baukosten

009838/1808

sowie durch einen geringeren Wartungeaufwand und niedrigere Betriebskosten auszeichnet. Der erfindungsgemäße Sandfang soll dabei selbstverständlich die Ausscheidung aller mineralischen Bestandteile des Abwassers bis zu einem Korndurchmesser von 0,1 - 0,2 mm sowie deren Trennung von den faulfähigen, organischen Bestandteilen des Abwassers gewährleisten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen belüfteten Sandfang, bei dem innerhalb eines Beckens eine um die senkrechte Achse g rotierende Umwälzvorrichtung und im Mittelpunkt der Beckensohle ein Sandsammeiraum vorgesehen sind und der dadurch gekennzeichnet ist, daß im Mittelpunkt des Beckens ein mit einem kurz oberhalb der Beckensohle endenden Steigrohr ausgestatteter Hochleistungskreisel angeordnet ISt₈, wobei der trichterförmig ausgebildete Sandsammelraum genau unter dem Steigrohr in die Beckensohle eingelassen ist und mit einer flachen Abdeckhaube versehen let, die lediglich einen ca. 2 cm breiten ringförmigen Spalt für den Eintritt des Sandes und der anderen mineralischen Bestandteile in den Sandsammelraum " freigibt.

Die erfindungsgesnäöe Vorrichtung verwendet also an Stelle des bisher gebräuohllohen Druckluftbeltiftungseystems einen Hochleietungskreisel mit Steigrohr zur Belüftung und Umwälzung des zu entsandenden Abwassere. Bei Rotation dee Hochleistungskrelsels wird das Abwasser in Form eines Parallelbogene sentral-

009838/ 1808

symmetrisch über die Wasseroberfläche geschleudert und belüftet. Nach dem Wiederauftreffen auf der Wasseroberfläche gelangt das Abwasser in einer schraubenlinienförmi— gen Bewegung im Becken nach unten und gerät in den Sog des Steigrohres. Im Steigrohr schließlich steigt das Abwasser infolge der"durch den Hochleistungskreisel erzeugten Saugwirkung wieder nach oben und wird erneut über die Wasseroberfläche geschleudert. Die vorstehend kurz beschriebene Umwälzströmung kann dabei durch Regulierung der Drehzahl und der Eintauchtiefe des Hochleistungskreisels so eingestellt werden, daß sich im Bereich der Beckensohle eine Strömungsgeschwindigkeit von 25 - 30 cm/s einstellt. Diese Strömungsgeschwindigkeit reicht erfahrungsgemäß aus, um den abgesetzten Sand in den Sandsammeiraum zu spülen und die gleichzeitige Ablagerung leichter organischer Abfallstoffe zu verhindern. Die Anwendung des Hochleistungskreisels mit Steigrohr hat dabei den Vorteil, daß durch Variation der Eintauchtiefe und der Drehzahl die Umwälzleistung genau auf den kleinsten Energiebedarfswert einreguliert werden kann, bei dem sich die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit von 25 - 30 cm/s im Bereich der Beckensohle gerade eben noch einstellt.

Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Sandfanges kann dabei durch die geometrische Formgebung und die Abmessungen des Beckens und des Sandsammeiraumee noch weiter verbessert werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß breite Becken mit langen

009838/1808

Fließwegen des Abwassers entlang der Beckensohle absetztechnische Vorteile bieten.

TJm das Auftreten starker örtlicher Strömungen an der Einlaufund der Auslaufseite des Beckens zu verhindern, durch die die UmwäTzströmung im Becken gestört werden könnte, sind gegebenenfalls an der Einlauf- und der Auslaufseite des Beckens je eine Tauchwand vorgesehen.

Vorteilhaft ist es auch, Becken mit quadratischem oder sechs- ä oder achteckigem Grundriß und geneigter Beckensohle zu verwenden. Durch die Sohleneigung wird der Einspülvorgang des Sandes in den Sandsammeiraum unterstützt und das Pestsetzen von Sand auf der Beckensohle weitgehend verhindert.

In den Abbildungen sind verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sandfanges dargestellt.

Abbildung 1 zeigt dabei einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsfona, bei der ein Becken 1 mit geneigter Beckensohle 2 und quadratischem Grundriß zur Anwendung gelangt. Im Mittelpunkt des Beckens 1 ist der Hochleistungskreisel 3 mit dem Steigrohr 4 angeordnet. Der Hochleistungekreisel wird dabei durch den Motor 5 über das Getriebe 6 angetrieben» wobei die Welle 7 stufenlos längenverstellbar ist, so daß die Eintauchtiefe dee Hoehleietungskreisels 3

009838/1808

einreguliert werden kann. "Unterhalt» des Steigrohres 4 ist in die Beckensohle 2 der trichterf önnig ausgebildete Sandsammeiraum 8 eingelassen. Dieser ist mit der flachen Abdeckhaube 9 so abgedeckt, daß lediglich der ca. 2 cm breite ringförmige Spalt 10 freibleibt, durch den der Sand in den Sandsammeiraum gelangen kann. An der Einlauf Beite des Beckens 1 ist die Tauchwand 11 angeordnet und an der Auslauf sei te die Tauchwand 12. Der Z\ilauflcanal 13 erweitert sich dabei zur Einlaufseite des Beckens hin, was einer gleichmäßigeren Verteilung dea einlaufenden Abwassers auf den gesamten Beckenquerschnitt dient. Ebenso weist der Auslaufkanal 14 unmittelbar hinter der Auslaufsaite des Beckens eine größere Breite auf als danach. Die Entnahme des im trichterförmigen Sandsammeiraum 8 abgeschiedenen Sandes erfolgt durch eine Sandentnahmeleitung, die zusammen mit einer Druckwasserepülleitung in dem Rohr 15 untergebracht ist. Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet schließlich die Betriebsbrücke, die auf dem Beckenrand aufgelegt 1st und an der der Hochleistungskreisel mit Motor und Getriebe befestigt ist.

Abbildung 2 zeigt einen Querschnitt durch eine andere AuefUhrungefora dee erfindungagemäßen Sandfangee, bei der das Beoken 1 eine flache Beokensohle 2 aufweist. Die Beolceneohle ruht dabei auf den Stütsen 17· An den Kanten sind die Ab-

009838/ 1808

schrägungen 18 vorgesehen, die dazu dienen sollen, Sandablagerungen in den Kanten zu vermeiden. Das Becken hat auch in diesem Falle einen quadratischen Grundriß. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in diesem Falle der Zu- und der Auslaufkanal nebst den dazugehörigen Tauchwänden nicht dargestellt worden. Im übrigen haben die Bezugszeichen die gleiche Bedeutung wie in Abbildung 1.

In der Abbildung 3 ist schließlich in stark vereinfachter Form noch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen ™ Sandfanges im Querschnitt dargestellt. Die Beckensohle 2 ist dabei ebenfalls geneigt, wobei jedoch der Steigungswinkel in der Randzone des Beckens 1 am größten ist. Im mittleren Bereich des Beckens ist die Neigung etwas geringer, während die Beckensohle zum trichterförmigen Sandsammeiraum 8 hin schließlich flach ausläuft. Die Bezugszeichen haben auch hier die gleiche Bedeutung wie in den vorhergehenden Abbildungen. Der Grundriß des Beckens ist ebenfalls quadratisch.

Eingehende Virtschaftlichkeitsberechnungen der Anmelderin haben folgendes Bild ergeben:

Vergleicht man die Baukosten für einen erfindungsgemäßen Sandfang, wie er in Abbildung 1 dargestellt ist, mit den Baukosten, für einen Sandfang bekannter Bauart, bei dem zwei hintereinander angeordnete Längebecken mit auegerundeter

009838/ 1 808

Beekensohle und mit Druckluftbelüftung vorgesehen sind und der für die gleiche Abwasserzulaufmenge (rd. 1 m/s) ausgelegt ist wie der erfindungsgemäße Sandfang, so ergeben sich folgende Zahlenwerte:

erfindungsgemäßer Sandfang: 290,— DM/m Beckeninhalt bekannter Sandfang: 325,— DM/m⁵ Beckeninhalt

Für den Stromverbrauch wurden folgende Vergleichswerte ermittelt:

erfindungsgemäßer Sandfang 56.000 KWh/Jahr bekannter Sandfang 75.000 KWh/Jahr

Es dürfte somit eindeutig klargestellt sein, daß die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst worden ist.

Die erfindungsgemäße Konstruktion bietet aber auch noch in anderer Richtung Torteile. Aus der deutschen Auslegeachrift 1 281 367 ist eine Kompaktkläranlage zur biologiechen Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren bekannt, bei der innerhalb eines runden Beckens ein mit einem kurz oberhalb der Beckensohle endenden Steigrohr ausgestatteter Hochleistungskreisel vorgesehen ist. Die dort beschriebene Vorrichtung kann, wenn sie mit einen trichterförmigen Sand-Bammelraum mit dazugehöriger flacher Abdeckhaube ausgerüstet

009838/1808

BAD ORIGINAL

ific

wird, auch daau benutzt werden, tun mineralische Bestandteile und schweres Schlammaterial aus dem Abwasser zu klassieren. Der erforderliche Umbau der bekannten Vorrichtung ist konstruktiv und kostenmäßig ohne weiteres tragbar.

00 98 3 8X 1808

Claims (3)

1. Patentansprüche :

   Belüfteter Sandfang, bei dem innerhalb eines Beckens eine um die senkrechte Achse rotierende Umwälzvorrichtung und im Mittelpunkt der Beckensohle ein Sandsammeiraum vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelpunkt des Beckens (1) ein mit einem kurz oberhalb der Beckensohle (2) endendem Steigrohr (4) ausgestatteter Hochleistungskreisel (3) angeordnet ist, wobei der trichterförmig ausgebildete Sandsammeiraum (8) genau unter dem Steigrohr in die Beckensohle eingelassen ist und mit einer flachen Abdeckhaube (9) versehen ist, die lediglich einen ca. 2 cm breiten, ringförmigen Spalt (1Ö) für den. Eintritt des Sandes und der anderen mineralischen Bestandteile in den Sandsammeiraum freigibt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauf- und die Auslaufseite des Beckens (1) mit Tauchwänden (11; 12) ausgerüstet sind.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Becken (1) einen quadratischen oder sechs- oder achteckigen Grundriß aufweist.

   009838/1808

   Leerseite