DE19516750C2 - Einrichtung zur Beseitigung von Schwimmschlamm - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Beseitigung einer Schwimm­ schlammschicht, die sich auf der in einem Klärbecken befindlichen Flüssigkeit abgesetzt hat, mit einem in die Schwimmschlammschicht und die darunter befindliche Flüssigkeit hineinreichenden Saugmund, welcher einer durch einen Elektromotor angetriebenen, mit einem Laufrad ausgestatteten Fördereinrichtung vorgeschaltet ist.

Durch die DE 40 41 441 A1 ist eine Vorrichtung zur Abscheidung und zur Rückge­ winnung von Leichtflüssigkeit bekannt, die mit einer im Bereich der Wasserober­ fläche gehaltenen Wirbelstromleitvorrichtung ausgestattet ist. Zur Beseitigung einer Schwimmschlammschicht erscheint diese Vorrichtung völlig ungeeignet. Es ist anzu­ nehmen, daß die Wirbelstromleitvorrichtung durch Schlamm, insbesondere wenn es sich um eine Schwimmschlammschicht bei Förderbeginn handelt, sofort zugesetzt würde. Eine zerkleinernde Wirkung auf den die Fördereinrichtung passierenden Schlamm kann bei dieser Vorrichtung nicht angenommen werden; sie ist allerdings auch nicht beabsichtigt.

In der US 4 956 100 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung gelehrt, die zum Mischen der in einem Becken befindlichen Flüssigkeit und zur Abführung von Gegenständen, die auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmen, geeignet sind. Durch einen Schild, der im wesentlichen durch einen Schwimmkörper und einen Trog gebildet wird, wird eine direkte Strömung von der Oberfläche der Flüssigkeit zum Einlaß einer unterhalb des Schildes angeordneten Pumpe verhindert. Die auf der Oberfläche schwimmenden Flüssigkeiten sollen von dem Trog aufgenommen und über eine Rohrleitung durch die Schwerkraft oder durch eine zusätzliche Pumpe abgeführt werden. Auch diese Einrichtung ist zur Beseitigung einer Schwimm­ schlammschicht nicht geeignet, da sie eine solche nicht aufzulösen vermöchte.

Aus der DE 23 08 048 A1 ist eine mit einer Pumpe ausgestattete Einrichtung zum Absaugen von Schwimmschlamm oder Öl von einer Wasseroberfläche bekannt. Die Pumpe ist in einem nach oben offenen Behälter angeordnet. Der Behälter muß daher unter die Höhe des Schwimmschlamms gedrückt werden. Über den Rand des Behälters gelangender Schlamm wird von der Pumpe fortgefördert. Diese Einrich­ tung ist relativ aufwendig. Wegen des Umstandes, daß die Einrichtung zunächst unter die Schwimmschlammdecke gedrückt werden muß und danach nur solche Schlammteile fördert, die lose und für eine Aufnahme im Behälter ausreichend klein sind, ist diese Einrichtung für geschlossene Schichten festeren Schlamms kaum geeignet.

Eine Einrichtung ist der eingangs genannten Art ist bekannt durch die DE 31 37 216 C2. Die von einem Schwimmkörper getragene bekannte Einrichtung besitzt einen knapp unter der Flüssigkeitsoberfläche gehaltenen Saugmund, der einer Freistrom- oder Kanalrad-Kreiselpumpe vorgeschaltet ist. Der in dem Bereich des Saugmundes befindliche Schwimmschlamm und ein geringer Teil der darunter befindlichen Flüssigkeit werden nach oben abgesaugt und über eine an die Kreiselpumpe anschließende Leitung weiter transportiert. Da bei dieser Art des Absaugens keine über den Bereich der näheren Umgebung der Einrichtung hinausgehende Wirkung auf den Schwimmschlamm ausgeübt wird, muß die Einrichtung über den gesamten Oberflächenbereich des Klärbeckens verfahren werden. Hierzu ist ein Räumer oder eine ähnliche Vorrichtung notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei geringem Aufwand für die benötigten Geräte und Hilfseinrichtungen eine große Leistung bei der Auflösung und Beseitigung einer Schwimmschlammschicht erzielt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Förderein­ richtung ein unterhalb der Schwimmschlammschicht angeordnetes, aus einer Ein­ laufdüse und einem Diffusor bestehendes Gehäuse aufweist, in welchem ein von einem Elektromotor angetriebenes Laufrad angeordnet ist, dessen Förderung nach unten gerichtet ist und das eine zerkleinernde Wirkung auf den die Fördereinrichtung passierenden Schlamm ausübt.

Der durch die erfindungsgemäße Einrichtung erzeugte Sog hat zur Folge, daß mit beginnender Förderung die Schwimmschlammschicht oberhalb der Fördereinrich­ tung aufgebrochen und ein erster Schlammklumpen von dem Laufrad erfaßt wird. Dabei übt das Laufrad eine von seiner Art und Gestaltung abhängige zerkleinernde Wirkung auf den das Laufrad passierenden Schlammklumpen aus. Die durch die Förderwirkung innerhalb des Klärbeckens verursachte Strömung und die dadurch entstehenden Wellenbewegungen an der Oberfläche der die Schlammschicht tragenden Flüssigkeit bewirken ein fortschreitendes Aufbrechen der gesamten Schwimmschlammschicht und eine in Richtung des Saugmundes der Fördereinrich­ tung erfolgende Drift der entstehenden Schlammschollen. Sobald diese in den Sog der Fördereinrichtung geraten, werden sie noch weiter aufgebrochen und schließlich in Form von Klumpen vom Laufrad erfaßt und zerkleinert.

Die Fördereinrichtung kann durch eine Kreiselpumpe, vorzugsweise eine Axial- Kreiselpumpe oder durch einen Mischer gebildet werden, wie er ohnehin zum Umwälzen von Klärbeckeninhalten Verwendung findet. Zur Vermeidung luftziehender Wirbel bei Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels kann mit Hilfe eines Frequenzumrichters die Drehzahl der Fördereinrichtung den verschiedenen Flüssig­ keitsständen zugeordnet und damit die Leistung optimal der Anlage angepaßt werden.

Die auf der Druckseite der Fördereinrichtung entstehende Strömung kann, je nach Erfordernis, in unterschiedliche Bahnen gelenkt werden. So kann über einen der Fördereinrichtung nachgeschalteten Krümmer die Strömung in eine gewünschte Richtung geleitet werden. An den Krümmer kann aber auch eine Rohrleitung angeschlossen werden, über die das geförderte Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch aus dem Klärbecken abgeführt wird.

Eine weitere Möglichkeit besteht in einer unterhalb der Fördereinrichtung angeordneten, im wesentlichen kegelförmig gestalteten Einrichtung zur Verteilung des geförderten Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches innerhalb des Beckeninhaltes. Diese Einrichtung kann fest mit der Fördereinrichtung verbunden oder unabhängig von dieser am Boden des Klärbeckens angeordnet sein. Außerdem kann die der Verteilung des Förderstromes dienende Einrichtung mit einer oder mehreren Leitschaufeln ausgestattet sein. Schließlich kann die Einrichtung auch mit Schaufeln bestückt und drehbar gelagert sein, wodurch sie vom Förderstrom in Drehung versetzt wird.

Für den Fall, daß der Schlamm nicht über eine gesonderte, an die Fördereinrichtung angeschlossene Rohrleitung weggefördert wird, ist eine Entsorgung des Schlamms über den normalen Abfluß des Klärbeckens möglich. Da eine Schlammschicht, je nach Konsistenz, durch die erfindungsgemäße Einrichtung aufgelöst, also zumindest in kleine Brocken zerlegt wird, bereitet ihre Abführung keine Schwierigkeiten.

Die aus einer Axial-Kreiselpumpe oder einem Mischer bestehende Fördereinrichtung ist in bevorzugter Weise in einem aus einer Einlaufdüse und einem Diffusor bestehenden, die Fördereinrichtung ringförmig umschließenden Gehäuse angeordnet. Die Anordnung des Gehäuses im Klärbecken kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. So kann das Gehäuse an einer oberhalb des Klärbeckens befindlichen Vorrichtung, beispielsweise einer Brücke, hängen. Es kann mit einem auf dem Boden des Klärbeckens befestigten Gestell verbunden sein, wobei das Gestell auch die der Strömungsleitung dienenden Teile tragen kann oder im wesentlichen aus solchen, z. B. einem Krümmer, gebildet wird. Schließlich kann aber auch das Gehäuse als schwimmfähige Einrichtung ausgebildet sein, die gegebenenfalls mittels einer am Boden oder am Rand des Klärbeckens befestigten Halterung verankert wird.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung, mit einer innerhalb eines Gehäuses angeordneten Fördereinrichtung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Einrichtung, welche auf einem am Boden eines Klärbeckens angeordneten Krümmer befestigt ist,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Einrichtung, die auf einem am Boden eines Klärbeckens angeordneten Gestell befestigt ist, und in

Fig. 4 eine hängend angeordnete, der Fig. 1 entsprechende Einrichtung.

Die in der Fig. 1 dargestellte Einrichtung besitzt als wesentliche, gewissermaßen die Grundform des Erfindungsgegenstandes bildenden Teile einen Elektromotor 1 und ein von diesem angetriebenes Laufrad 2. Das Laufrad 2 ist ein Mischer-Laufrad, es fördert in Richtung des unterhalb der Einrichtung gezeichneten Pfeiles. Elektromotor 1 und Laufrad 2 werden von einem Gehäuse umschlossen, das aus einer Einlaufdüse 3 und einem Diffusor 4 besteht. Gemeinsam bilden die genannten Teile 1 bis 4 eine Fördereinrichtung 5, die in einem - nicht dargestellten - Klärbecken unterhalb der Oberfläche des Beckeninhalts angeordnet ist. Die Oberfläche besteht aus dem Spiegel der im Klärbecken befindlichen Flüssigkeit und einer darauf schwimmenden Schlammschicht.

In den Fig. 2 bis 4 sind drei verschiedene Anordnungen der Fördereinrichtung 5 dargestellt.

Bei der Ausführung der Fig. 2 ist der Diffusor 4 lösbar mit einem Krümmer 6 verbunden, der Teil einer auf dem Boden 7 des Klärbeckens angeordneten Einheit 8 ist. Der Krümmer 6 kann als strömungsleitendes Teil für eine im Klärbecken erzeugte Umwälzströmung dienen. An den Krümmer 6 kann aber auch eine Rohrleitung angeschlossen werden, über die der von der Oberfläche abgezogene Schlamm in einen außerhalb des Klärbeckens gelegenen Bereich gefördert wird.

Bei der Ausführung der Fig. 3 ist der Diffusor 4 auf einem Gestell 9 befestigt. Unterhalb der Fördereinrichtung 5, auf dem Boden 7 des Klärbeckens, befindet sich ein der Flüssigkeitsverteilung dienender Kegel 10.

Bei der Ausführung der Fig. 4 ist die Fördereinrichtung 5 hängend angeordnet. Sie verfügt über einen zusätzlichen Diffusor 11, der am Diffusor 4 befestigt ist. Unterhalb der Fördereinrichtung 5 ist eine am Boden 7 drehbar gelagerte Einrichtung 12 vorgesehen, welche einen kegelförmigen Grundkörper 13 mit darauf angeordneten Schaufeln 14 besitzt.

Nach dem Einschalten der Fördereinrichtung 5 wird eine an der Oberfläche des Klärbeckeninhalts vorhandene Schicht von Schwimmschlamm durch den von der Fördereinrichtung 5 ausgeübten Sog aufgebrochen. Ein aus der Schicht herausgelöster Brocken wird in die Einlaufdüse 3 der Fördereinrichtung 5 hineingezogen und schließlich von den Schaufeln des Laufrades 2 erfaßt und zerkleinert. Über den Diffusor 4 verläßt dann ein Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch die Fördereinrichtung 5.

Bei der Ausführung der Fig. 2 wird das Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch über den Krümmer 6 geleitet. Bei offenem Krümmer 6, d. h. ohne eine daran angeschlossene Förderleitung, wird das Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch als gerichteter Strahl in das Klärbecken geleitet. Hierdurch wird der Beckeninhalt umgewälzt und vermischt. Über eine an den Krümmer 6 angeschlossene - hier nicht dargestellte - Rohrleitung ist aber auch das von der Fördereinrichtung 5 geförderte Flüssigkeits-Schlamm- Gemisch in einen außerhalb des Klärbeckens gelegenen Bereich förderbar, von wo aus der Schlamm entsorgt werden kann.

Bei der Ausführung der Fig. 3 trifft das von der Fördereinrichtung 5 nach unten geleitete Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch auf den Kegel 10, wo es zerteilt und in alle Richtungen des Klärbeckens geleitet wird. Auch hier findet eine intensive Durchmischung des Beckeninhalts statt.

Bei der Ausführung der Fig. 4 trifft der vor der Fördereinrichtung 5 erzeugte Strom auf die Schaufeln 14 der Einrichtung 12, die hierdurch in Drehung versetzt wird. Es ergibt sich so eine sehr intensive Umwälzung des Beckeninhalts und dessen schnelle Vermischung mit dem aufgelösten Schlamm.

Anstelle der hier gezeigten Fördereinrichtung könnte auch eine von einem rohrförmigen Gehäuse umschlossene Axial-Kreiselpumpe oder eine andere Kreiselpumpe vorgesehen werden, die geeignet ist, den an der Oberfläche schwimmenden Schlamm abzuziehen und während der Passage durch die Pumpe zu zerkleinern bzw. aufzulösen.

Claims (16)

1. Einrichtung zur Beseitigung einer Schwimmschlammschicht, die sich auf der in einem Klärbecken befindlichen Flüssigkeit abgesetzt hat, mit einem in die Schwimmschlammschicht und die darunter befindliche Flüssigkeit hineinrei­ chenden Saugmund, welcher einer durch einen Elektromotor angetriebenen, mit einem Laufrad ausgestatteten Fördereinrichtung vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (5) ein unterhalb der Schwimm­ schlammschicht angeordnetes, aus einer Einlaufdüse (3) und einem Diffusor (4) bestehendes Gehäuse aufweist, in welchem ein von einem Elektromotor (1) angetriebenes Laufrad (2) angeordnet ist, dessen Förderung nach unten gerich­ tet ist und das eine zerkleinernde Wirkung auf den die Fördereinrichtung (5) passierenden Schlamm ausübt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (5) durch eine Axial-Kreiselpumpe gebildet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (5) durch einen Mischer gebildet wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine fest mit den die Fördereinrichtung (5) tragenden Teilen (8) verbundene Einrichtung (6) zur Verteilung des Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen der Fördereinrichtung (5) nachgeschalteten Krümmer (6), welcher die von der Fördereinrichtung (5) erzeugte Strömung in eine gewünschte Richtung lenkt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine mit dem Krümmer (6) verbundene Rohrleitung zur Abführung des geförderten Flüssigkeits-Schlamm- Gemisches aus dem Klärbecken.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine unterhalb der Fördereinrichtung (5) angeordnete, im wesentlichen kegelförmig gestaltete Einrichtung (10, 12) zur Verteilung des geförderten Flüssigkeits-Schlamm- Gemisches innerhalb des Beckeninhalts.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine von der Fördereinrichtung (5) unabhängige, auf dem Boden (7) des Klärbeckens angeordnete Einrichtung (10, 12) zur Verteilung des Flüssigkeits-Schlamm- Gemisches.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10, 12) zur Verteilung des Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches mit einer oder mehreren Leitschaufeln ausgestattet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine am Boden (7) des Klärbeckens angeordnete, drehbar gelagerte und mit Schaufeln (14) bestückte Einrichtung (12) zur Verteilung des Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches, welche durch die von der Fördereinrichtung (5) erzeugte Strömung in Drehung versetzt wird.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des die Fördereinrichtung (5) antreibenden Elektromotors (1) in Abhängigkeit des Flüssigkeitsspiegels im Klärbecken durch einen Frequenz­ umrichter bestimmt wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Elektromotor (1) und ein Axial-Laufrad (2) umfassende Fördereinrichtung (5) von einem aus einer Einlaufdüse (3) und einem Diffusor (4) bestehenden Gehäuse ringförmig umschlossen wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3, 4) hängend an einer oberhalb des Klärbeckens befindlichen Vorrichtung angeordnet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3, 4) mit einem auf dem Boden (7) des Klärbeckens angeordneten Gestell (9) fest verbunden ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14 und einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (9) außer dem Gehäuse (3, 4) auch die der Flüssigkeitsleitung dienenden Teile trägt.

16. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förder­ einrichtung (5) in einem als Schwimmer ausgebildeten Gehäuse angeordnet ist.