DE1955320C3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen chemischen Wasserreinigung - Google Patents

Description

Die chemische Wasserreinigung ist aus zwei Phasen zusammengesetzt: aus der chemischen Agglomeration der Verunreinigungen in die Form einer Suspension und aus der Separation der durch Agglomeration entstande nen Suspension. Die Separation wird üblicherweise in zwei Stufen durchgeführt, wobei der größte Teil der flockenartigen Suspension in der ersten Stufe beseitigt wird; der Rest der flockenartigen Suspension wird in der zweiten Stufe beseitigt, die von einem Filter mit körniger Füllung gebildet wird. Für die Separation flockenartiger Suspension ist es vorteilhaft, eine vollkommen schwebende Flockenwirbelschicht und ein Filter mit körniger, mehrschichtiger Füllung anzuwenden.

Der Effekt der Separationsvorgänge ist abhängig teils von den Konstruktionsparametern der Separationsvorrichtungen, teils von dem spezifischen Gewicht und der Größenverteilung der im Verlauf der Agglomeration entstandenen Teilchen. Beide Parameter können in einem weiten Bereich geändert werden, und zwar durch Änderung der hydrodynamischen Agglomerationsbedingungen, d. h. durch Änderung des durchschnittlichen Geschwindigkeitsgradienten und der Agglomerationszeit während der die flockenartige Suspension der Homogenisierung unterzogen wird. Intensive Homogenisierung kann die Filtrierbarkeit der flockenartigen Suspension wesentlich verbessern. Der Homogenisierungsgrad, der dem Optimum der Suspensionsfiltrierbarkeit entspricht, erfordert einen Wert der Campschen Zahl bis 150 000. Um eine so hohe Campsche Zahl zu erreichen, ist die zur Homogenisierung notwendige Zeit recht lang und der Energieverbrauch relativ hoch. Die Abmessungen des Homogenisators und der Verbrauch der zur Homogenisierung nötigen Energie sind in

ss bedeutendem Maße von der Geometrie des Homogenisators und der Geometrie des Rotors und Stators abhängig.

Besonders effektiv ist die Homogenisierung der Flockensuspension im Falle, daß anorganische Ag glomerationsrnittel in Kombination mit Polykoagulato- ren benützt werden. Eine effektive und ökonomische Anwendung eines Polykoagulators erfordert allgemein eine intensive Homogenisierung der flockenartigen, durch Agglomeration mittels anorganischer Koagula-

(>s tionsmittel entstandenen Suspension, und zwar vor der Zugabe des Polykoagulators in das gereinigte Wasser. Unter Bedingungen einer optimalen Homogenisierung und einer genauen Zugabe von Chemikalien kann eine

Erhöhung der Filtrationsgeschwindigkeit in einer vollkommen schwebenden Flockenwirbelschicht bis um 50% erreicht werden.

Die Anwendung der beschriebenen Homogenisierungsprinzipien ist bei kompakten Reaktoren, in denen die chemische Agglomeration mit der Suspensionsseparation in einer Apparatur vereinigt sind, stets sehr schwierig. Dadurch wird vor allem das Problem der Erreichung einer gleichmäßigen Verteilung des Wassers mit der homogenisierten Suspension im Raum der Flockenwirbeischichtfiltration verursacht.

Bislang ist eine befriedigende Lösung der Eingliederung eines Homogenisators mit einer genügend hohen Campschen Zahl und Dosierung eines Polykoagulators bei einem kompakten Reaktor von nur geringen Leistungen von 1 bis 5 l/s bekannt Diese bekannte Lösung benutzt zylinderförmige, vertikale Homogenisatoren, die inmitten kugelförmiger Reaktoren untergebracht sind. Die gleichmäßige Verteilung des Wassers mit der homogenisierten Suspension in den Raum der Flockenwirbelschichtfiltration wird bei dieser Lösung durch die direkte Verbindung des Homogenisators mit dem Raum der Flockenwirbelschichtfiltration mittels eines konzentrischen Schlitzes erreicht, der sich im unteren Teil des Homogenisators befindet. Diese Anordnung ist nur bei Vorrichtungen kleiner Leistung anwendbar, bei denen das Verhältnis der Höhe des Reaktors zu seinem Durchmesser einen zufriec Einstellenden Einbau des Hornogenisators in den Reaktor ermöglicht Für größere Reaktoren ist die vertikale, konzentrische Form des Homogenisators mit direkter Verbindung mit dem Raum der Flockenwirbeischichtfiltration praktisch undurchführbar.

Neben den Konstruktionsschwierigkeiten hat der Einbau eines effektiven Homogenisators in bislang bekannte Systeme großer Reaktoren zur Wasserreinigung noch weitere Nachteile. Infolge der großen Dimensionen der Funktionselemente der Vorrichtungen, üblich sind Petonfilter und Betonklärapparate, sind die Anschaffungskosten verhältnismäßig hoch und die Bauzeit lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.

Die Vorrichtung zur kontinuierlichen chemischen Wasserreinigung besteht erfindungsgemäß darin, daß der Raum für die Flockenwirbelschichtfiltration durch einen Teil von wenigstens zwei Mänteln geschlossener, horizontal und miteinander parallel gelagerter Behälter von allgemein zylindrischer Form gebildet wird, von denen mindestens einer dieser Mantel den Schlammeindickungsraum einschließt. Der Homogenisator mit longitudinalem Durchfluß ist von allgemein zylindrischer Form und horizontal gelagert, wobei er in Reihenschaltung mit jeder Flockenwirbelschicht des Raumes der Flockenwirbelschichtfiltration verbunden ist. Diese Verbindung erfolgt mittels des mit einem Längsschlitz versehenen Verteilungskanals, der am Boden des unteren Teiles des Raumes der Flockenwirbelschichtfiltration der ganzen Länge nach parallel mit dem Homogenisator angeordnet ist. Die ganze Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus horizontalen, geschlossenen Behältern von allgemein zylindrischen Formen, die durch entsprechende Anordnung aller Funktionsräume die Vorrichtung bilden, d. h. den Homogenisator, den Schlammeindickungsraum und den Raum der Flockenwirbelschichtfiltration. Nötigenfalls ist es möglich, in die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch ein Filter mit körniger Füllung einzubauen, das von allgemein zylindrischer Form ist und horizontal gelagert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispieles der Vorrichtung,

Fig.2 einen Axialschnitt des Homogenisators nach Fig.1,

ίο Fig. 3 einen Verteilungskanal nach Fig. 1 in axonometrischer Abbildung.

F i g. 4 einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels und

F i g. 5 einen Axialschnitt nach F i g. 4.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung eignet sich am besten für Wasserreinigungsanlagen kleinerer Leistungen in einem Bereich von 5 bis 80 l/s. Diese Vorrichtung bilden vier Mantel horizontal gelagerter, geschlossener Behälter von allgemein zylindrischer Formen: der äußere Mantel 1, der Mantel des Homogenisators H, der Mantel des Schlammeindikkungsraumes Cund der Mantel des Filters mit körniger Füllung F. Der Homogenisator H ruht auf dem Mantel des Schlammeindickungsraumes C, und beide Mantel dieser Räume sind innerhalb des äußeren Mantels 1 untergebracht. Den Raum der Flockenwirbeischichtfiltration Bbilden der äußere Mantel 1 und die Mäntel des Schlammeindickungsraumes Cund des Homogenisators /7. Der Homogenisator besteht aus zwei gegenseitig in Reihenschaltung verbundenen Teilen M und f/2, die mit unterschiedlichen Rotor- und Statortypen ausgestattet sind. Der erste Teil H\ des Homogenisators H ist mit dem Rotor 2 und dem Stator 3 ausgestattet, deren profilierte Paddel eine intensive Homogenisierung ermöglichen. Der Rotor 2 wird vom Motor 4 angetrieben. Der erste Teil H\ ist an einem Ende mit dem Eintrittsstutzen für dosiertes Wasser 8 und am zweiten Ende mit der Zuleitung des Polykoagulators 7 versehen. Der zweite Teil H2 ist mit dem Rotor 5 und dem Stator 6 versehen, die beide gelöcherte Paddel haben. Der Rotor 5 wird vom Motor 4 angetrieben.

Das Ende des zweiten Teiles ffc des Homogenisators H ist mittels zweier Verbindungsleitungen 9 mit zwei Verteilungskanälen D verbunden, die im unteren Teil des Raumes der Flockenwirbelschichtfiltration B angebracht sind. Jeder Verteilungskanal D besteht aus drei Sektionen: der Entschlammungssektion D_u der Verteilungssektion Th und der Dissipationssektion Ch. Die Verteilungssektion Ch verjüngt sich in Strömungsrichtung des Wassers in direkter Abhängigkeit von der Wasserverteilung in die Dissipationssektion Ch mittels der Verteilungsöffnungen 10. Die Dissipationssektion Ch ist mit dem Raum der Flockenwirbelschichtfiltration B durch Längsschlitze 11 verbunden. Die Verteilungs-Sektion Ch ist mit der Entschlammungssektion D\ durch die Verbindungsöffnunger 12 verbunden. Die Entschlammungssektion Di erweitert sich in Strömungsrichtung proportional zur Länge des Verteilungskanals D.

Im oberen Teil des Raumes der Flockenwirbeischichtfiltration B sind Entnahmekanäle für geklärtes Wasser 13 angeordnet. Die Entnahmekanäle 13 sind mit der Zuflußleitung 14 im Waschwassetsammeltrog 15 verbunden, der im oberen Teil des Filters mit körniger

('s Füllung F angeordnet ist. Das Filter F ist in einem horizontalen, zylindrischen Mantel eingeschlossen, der exzentrisch auf dem Boden des Schlammeindickungsraumes C liegt. Der Schlammeindickungsraum C ist in

seinem oberen Teil mit der Entnahmeleitung für abgesetztes Wasser 16 versehen., die auch mit der Zuflußleitung 14 in das Filter F verbunden ist. Der Schlammeindickungsraum C ist tnit dem Raum der Flockenwirbelschichtfiltration B durch die Überfallöffnungen 18 verbunden, die im oberen Teil des Schlammeindickungsraumes C untergebracht sind und die von der Entnahmeleitung für abgesetztes Wasser 16 durch die Führungswand !7 getrennt werden. In seinem unteren Teil ist der Schlammeindickungsraum Cmit der Entschlammungsleitung 19 versehen.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Das Rohwasser, dem die anorganischen Agglomerationsmittel zugegeben sind, fließt in den ersten Teil Wi des Homogenisators W durch den Eintrittsstutzen für dosiertes Wasser 8. Im ersten Teil Wi wird die flockenartige Suspension einer Turbulenz hoher Intensität ausgesetzt Um eine ausreichend hohe Turbulenz zu erreichen, ist der Teil Wi des Homogenisators W mit dem Rotor 2 und dem Stator 3 ausgestattet, die von profilierten Paddeln gebildet werden. Am Ende des Teiles Wi, in der Zone intensiver Turbulenz, wird der Polykoagulator mittels der Zuleitung 7 zugegeben. Im Teil W₂ verläuft die Homogenisierung bei einer Turbulenz, deren Intensität niedriger ist als im Teil Wi. Die Gleichmäßigkeit der Homogenisierung im Teil H₂ wird durch die gelöcherten Rotor- und Statorpaddel erzielt, die in ihrer Reihenfolge wechseln. Die longitudinale, zylindrische Form des Homogenisators H ist für die Erreichung einer effektiven Homogenisierung sehr vorteilhaft. Die Dimensionen des Homogenisators und der Energieverbrauch, die notwendig sind, um einen ausreichenden Effekt der Homogenisierung zu erreichen, werden durch die Campsche 2^ahl ausgedrückt, die durch das Produkt G-1 gegeben ist, wobei G der durchschnittliche Geschwindigkeitsgradient in see-' und t die Dauer der Homogenisierung in see ist; G ist

/jp

durch den Ausdruck —— gegeben, wobei W die

Intensität der Homogenisierung, d. h. die verbrauchte Leistung je Volumeneinheit und μ die Viskosität des Wassers ist. Der Wert W ist abhängig von der Geometrie des Rotors und Stators, der Form des Homogenisators und der Umdrehungszahl des Rotors. Der Wert Wkann durch Messung des Momentes an der Rotorachse des Homogenisators bestimmt werden mit Hilfe des Ausdrucks

W =

wobei s die Umdrehungszahl des Rotors in Umdrehungen pro see, Γ das Moment an der Achse und V das Flüssigkeitsvolumen ist.

Die Homogenisierungsdauer kann z.B. 1 bis 3 Minuten im ersten Teil Wi und 6 bis 12 Minuten im zweiten Teil W₂ des Homogenisators W sein, wobei Rotoren, Statoren und Rotationsgeschwindigkeit so gewählt werden müssen, daß die resultierende Campsche Zahl den für die gewählte Homogenisierungsdauer geforderten Wert erreicht

Das erhöhte spezifische Gewicht und die verbesserte Homogenität der Flockengröße der Suspension, die durch die Homogenisierung erreicht werden, verbessert wesentlich die Filtrierbarkeit der Suspension. Die gute Filtrierbarkeit ermöglicht eine hohe Filtrationsgeschwindigkeit und dadurch auch eine Leistungssteigerung der Vorrichtung von 30 bis 50%.

Nachdem es den ganzen Homogenisator Wder Länge nach durchlaufen hat, wird das gereinigte Wasser mit der homogenisierten Suspension von der Verbindungsleitung 9 in die Verteilungssektion Di des Verteilungskanals D geführt, von wo es von den Verteilungsöffnungen 10 gleichmäßig in die Dissipationssektion D₃ des Verteilungskanals D verteilt wird, worin die Energie des von den Verteilungsöffnungen 10 aufgeteilten Wassers dissipiert wird. Die Dissipationssektion D₃ verbinden

ίο mit dem Raum der Flockenwirbelschichtfiltration ßdie Längsschlitze 11. Die Dimensionen der Schlitze sind so gewählt, daß die Strömungsbedingungen im Raum der Flockenwirbelschichtfiltration eine vollkommene Fluidisation gewährleisten und damit jede Sedimentation im

Raum B verhindert wird.

Der Großteil der flockenartigen Suspension wird bei der Filtration in der Flockenwirbelschicht zurückgehalten. Der Überschuß der in der Flockenwirbelschicht zurückgehaltenen Suspension wird kontinuierlich durch die Überfallöffnungen 18 in den Schlammeindickungsraum C abgesaugt Die Führungswand 17 lenkt die Strömung in den unteren Teil des Eindickungsraumes C, wo die Sedimentation und Konzentration der flockenartigen Suspension verläuft. Der konzentrierte Schlamm wird periodisch durch die Entschlammungsleitung 19 ausgelassen. Das geklärte Wasser aus dem Raum der Flockenwirbelschichtfiltration B und das abgesetzte Wasser aus dem Schlammeindickungsraum C werden im Entnahmekanal für geklärtes Wasser 13 und in der Entnahmeleitung für abgesetztes Wasser 16 gesammelt Der Entnahmekanal und die Entnahmeleitung sind mit der Zuflußleitung 14 in das Filter F verbunden. Beide Entnahmeeinrichtungen 13 und 16 sind so gewählt, daß 15 bis 25% der Gesamtwassermenge durch den

Schlammeindickungsraum C fließt Das Filter mit der

körnigen Füllung F, das unter dem Druck der

Rohwasserpumpe arbeitet hält den Rest der flockenar-

tigen Suspensionen zurück.

In einer Variante der Vorrichtung, die in dem Ausführungsbeispiel nicht beschrieben ist, kann der

erste Teil Wi des Homogenisators W von dem zweiten

Teil W2 getrennt sein. In diesem Falle verbinden beide Teile in Reihenschaltung entsprechende Rohrleitungen. Die in Fig.4 wiedergegebene Vorrichtung, deren

Homogenisator W in F i g. 5 gezeigt wird, gilt vorwiegend für Wasserreinigungsanlagen großer Leistungen von einigen hundert bis einigen tausend l/s. Diese Vorrichtung besteht aus fünf horizontalen, geschlossenen Behältern mit allgemein zylindrischen Mänteln, von denen der den Homogenisator Weinschließende Mantel zwischen zwei Mänteln untergebracht ist die zwei Schlammeindickungsräume C einschließen, wobei am Boden jedes Raumes C ein horizontales Filter mit körniger Füllung F, eingeschlossen in einem Mantel von allgemein zylindrischer Form, exzentrisch gelagert ist Die Wände des unteren Teiles des Raumes der Flockenwirbelschichtfiltration B bilden Teile zweier Mäntel zylinderförmiger Behälter, von denen einer den Schlammeindickungsraum C, der zweite den Homogeni sator H einschließt Der Homogenisator W ist in zwei Teile H₁ und H₂ geteilt, der erste Teil H₁ ist ausgestattet mit einem Rotor 2' mit vertikaler Welle und einem Stator 3', die profilierte Paddel haben. Der Rotor 2* wird durch die horizontale Welle 20 vom Motor 4' angetrieben. Die Welle 20 kann eine größere Anzahl von Rotoren 2' antreiben, wenn die Wasserreinigungsanlage aus mehreren nebeneinander gereihten Vorrichtungen gemäß der Erfindung zusammengestellt ist Der

Teil H\ des Homogenisators What in seinem oberen Teil den Eintrittsstutzen 8 und in seinem unteren Teil die Verbindungsöffnung 21, die den Teil H\ mit dem Teil H₂ des Homogenisators H verbindet. Obendrein ist der Teil H\ in seinem unteren Teil vor der Verbindungsöffnung 21 mit der Zuleitung des Polykoagulators 7 versehen. Der zweite Teil H₂ des Homogenisators H entspricht dem in F i g. 2 gezeigten und ist mit dem Rotor 5 mit horizontaler Welle und dem Stator 6 ausgestattet, die von gelöcherten Paddeln gebildet werden. ι ο

Der Rotor des zweiten Teiles Hi wird ebenfalls von Motor 4 mittels der Welle 20 angetrieben, die derart oberhalb der Vorrichtung angeordnet ist, daß sie mehrere Rotore der Teile H₂ antreiben kann, falls die Wasserreinigungsanlage aus einer Batterie von Vorrich- , tungen gemäß der Erfindung zusammengestellt ist.

Das Ende des Teiles H₂ des Homogenisators H ist mittels der Verbindungsleitung 9 mit den Verteilungskanälen D verbunden, die im unteren Teil des Raumes der Flockenwirbelschichtfiltration B untergebracht sind. Wie bei der Vorrichtung in Fig.3 besteht der Verteilungskanal D aus drei Sektionen: der Entschlammungssektion D\, der Verteilungssektion D₂ und der Dissipationssektion D₅- Die Anordnung aller drei Sektionen ist die gleiche, aber die Form des Verteilungskanals D ist anderen Formen des unteren Teiles des Raumes der Flockenwirbelschichtfiltration angepaßt.

Die Entnahmekanäle 13 des geklärten Wassers sind im oberen Teil des Raumes der Flockenwirbelschichtfiltration angeordnet und stehen mit der Zuflußleitung 14 in das Filter mit körniger Füllung F in Verbindung. Die Zuflußleitung 14 mündet in das Filter F oberhalb des Waschwasscrsammeltrogs 15. Jeder Schlammeindikkungsraum C ist in seinem oberen Teil mit der Entnahmeleitung für abgesetztes Wasser 16 ausgestattet, die von den Überfallöffnungen 18 durch die Führungswand 17 abgetrennt wird. Die Entnahmeleitung für abgesetztes Wasser 16 ist ebenfalls mit der Zuflußleitung 14 in das Filter F verbunden. Im unteren Teil des Schlammeindickungsraumes C ist die Entschlammungsleitung 19 angebracht

Die Arbeitsweise der in F i g. 4 und 5 dargestellten Vorrichtung entspricht derjenigen des ersten Ausführungsbeispieles der Vorrichtung. Der einzige Unterschied liegt darin, daß der Druck im Filter F hydrostatisch ist und von der Höhe des Wasserniveaus im Raum der Flockenwirbelschichtfiltration B bestimmt wird. Diese Anordnung ist für Vorrichtungen großer Leistungen vorteilhaft

Das Rohwasser, dem die anorganischen Agglomerationsmittel zugegeben sind, strömt durch den Eintrittsstutzen für dosiertes Wasser 8 in den ersten Teil H\ des Homogenisators H. Im ersten Teil H\ des Homogenisators H wird die Homogenisierung mittels Turbulenz hoher Intensität durchgeführt In diesem ersten Teil Hx ist die Wasserströmung und auch die Welle des Rotors 2' vertikal. Die Paddel des Stators 3' sind horizontal in zur Strömung senkrechten Ebenen gelegen.

Vor dem Eintritt in den zweiten Teil H₂ des Homogenisators H wird dem Wasser mittels der Zuleitung 7 der Polykoagulator zugesetzt Das Wasser tritt in den Teil Hi durch die Verbindungsöffnung 21, die im unteren Teil von H\ angeordnet ist Der zweite Teil H2 ist mit dem Rotor 5 und dem Stator 6 versehen, die gelöcherte Paddel haben. Die gelöcherten Paddel erzeugen eine Turbulenz mit turbulenten Wirbeln kleiner Dimensionen, wodurch die Suspensionshomogenisierung gefördert wird, und zwar bei hoher Ausnützung des Homogenisators und minimalem Energieaufgebot. Im ersten Teil Wi des Homogenisators H ist der durchschnittliche Geschwindigkeitsgradient G höher und die Dauer der Homogenisierung t kürzer als im zweiten Teil H₂. Für eine effektive Homogenisierung ist der Wert der gesamten Campschen Zahl in beiden Teilen 100 000 bis 150 000.

Das Wasser mit der flockenartigen Suspension wird mit Hilfe des Verteilungskanals D in den Raum B der Flockenwirbelschichtfiltration verteilt. Die Entschlammungssektion D\ dient zum Auslassen des Schlammes aus dem Raum der Flockenwirbelschichtfiltration B nach Einstellung des Betriebes der Vorrichtung. Die Verteilungssektion D₂ verteilt das Wasser gleichmäßig in der Dissipationssektion D₃ des Verteilungskanals D, in welcher die Strömungsenergie des Wassers vor dem Eintritt in die Längsschlitze 11 in den Verteilungsöffnungen 10 dissipiert wird. Die Dimensionen der Schlitze 11, die die Dissipationssektion D₃ mit dem Raum der Flockenwirbelschichtfiltration B verbinden, sind so gewählt daß eine vollkommene Fluidisation der Flockenwirbelschicht erreicht und jedwede Sedimentation im Raum der Flockenwirbelschichtfiltration B verhindert wird. Der Großteil der Suspension wird aus der Wirbelschicht durch die Überfallöffnungen 18 in den Schlammeindickungsraum C abgesaugt In diesem Raum wird der eintretende, mit Suspension beladene Wasserstrom beim Eintritt durch die Führungswand 17 zum Boden des Schlammeindickungsraumes C geleitet, wo sich die sedimentierende Flockensuspension konzentriert Der eingedickte Schlamm wird durch die Entschlammungsleitung 19 periodisch ausgelassen. Das abgesetzte Wasser wird aus dem oberen Teil des Schlammeindickungsraumes C mittels der Etnahmeieitung für abgesetztes Wasser 16 entnommen, die von den Überfallöffnungen 18 durch die Führungswand 17 getrennt ist Das geklärte Wasser wird von den Entnahmekanälen des geklärten Wassers 13, die im oberen Teil des Raumes der Flockenwirbelschichtfiltration B untergebracht sind, entnommen und fließt gemeinsam mit dem abgesetzten Wasser aus dem Schlammeindickungsraum C durch die Zuflußleitung 14 in das Filter mit körniger Füllung F. Die Entnahmekanäle 13 und die Entnahmeleitungen 16 sind so dimensioniert, daß ein Teil des Wassers, etwa 15 bis 25%, den Schlammeindickungsraum C durchfließen muß. Die Filter mit körniger Füllung F arbeiten unter hydrostatischem Druck, der durch die Höhe des Wasserniveaus im Raum der Flockenwirbelschichtfiltration B bestimmt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zahlreiche Vorteile. Die zylindrischen, statisch vorteilhaften Formen der Funktions- und zugleich Konstruktionsgrundelemente ermöglichen durch entsprechende Zusammenstellung in horizontaler Lage die Bildung kompakter Wasserreinigungsvorrichtungen von beliebiger Leistung. Die zylindrische Form des horizontal gelagerten Homogenisators H ermöglicht die Wahl seiner zur Erreichung optimaler Homogenisierung der flockenargigen Suspension notwendigen Dimensionen und gewährleistet eine hohe Gleichmäßigkeit der Homogenisierung bei minimalem Energieverbrauch. Der longitudinale Durchfluß in Richtung der horizontalen Achse des Homogenisators ermöglicht eine progressive Homogenisierung und die Anwendung mehrerer Homogenisierungsetappen mit verschiedener Turbulenzintensität und ermöglicht so eine wirtschaftliche Anwendung von Polykoagulatoren bei der Wasserreinigung.

Die Homogenisierung mit hoher Campschen Zahl ermöglicht bei genauem chemischen Regime die Steigerung der Leistung der Vorrichtung bis um 50% und eine wesentliche Herabsetzung des Einflusses saisonbebedingter Änderungen des Rohwassers auf die Leistung der Vorrichtung. Neben diesen technologischen Vorteilen bietet die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch Vorteile konstruktiven Charakters. Die in F i g. 1 abgebildete Vorrichtung für kleinere Leistungen ermöglicht die Konstruktion kompakter Vorrichtungen von 5 bis 80 l/s. Die zylindrische Form der einzelnen Konstruktionselemente vereinfacht ihre Herstellung wesentlich und bietet die Möglichkeit, plastische Stoffe, wie z. B. Glaslaminate, anzuwenden. Die vorteilhaften Dimensionen der Vorrichtung und ihr herabgesetztes Gewicht ermöglichen den Transport ganzer Reaktoren bis an ihren Aufstellungsort. Die Vorrichtung kann ohne Schutzgebäude und ohne Isolierung installiert werden, weil der ganze äußere Mantel 1 innen von dem im Raum der Flockenwirbelschichtfiltration B str¹ .mJen Wasser gleichmäßig bespült wird. De .^c jilainmeindickungsraum mit stagnierendem Wassc. und das Filter mit körniger Füllung sind innen angeordnet und von den äußeren atmosphärischen Einflüssen durch das im Räume der Flockenwirbelschichtfiltration strömende Wasser isoliert

Die Anwendung zylindrischer, statisch vorteilhafter Formen bei individuell transportablen Behältern, die Konstruktionsgrundelemente großer Vorrichtungen bilden, vereinfachen Herstellung und Montage von Wasserreinigungsanlagen großer Leistungen wesentlich. Konstruktionselemente wie Homogenisator, Schlammeindicker und Filter mit körniger Füllung können im Herstellungswerk komplett verfertigt und an den Aufstellungsort gebracht werden. Dadurch kann der Bau großer Eisenbetonbehälter, die bislang die Grundelemente von Wasserreinigungsanlagen bildeten, vollständig ausgeschlossen werden.

Die vorhergehend beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Erfindung haben auch den Vorteil einer

ίο leichten Anpassung an die notwendige Leistung durch einfache Änderung der Konstruktionslänge der Vorrichtung ohne Änderung der übrigen Dimensionen der Vorrichtung. Dieser Vorteil ist besonders wichtig vom Gesichtspunkt der Standardisierung der Konstruktionselemente für Vorrichtungen verschiedener Leistungen. Die Standardisierung der Konstruktionselemente ermöglicht ihre Herstellung in großen Serien und ist bei der Anwendung plastischer Stoffe, wie z. B. von Glaslaminaten, von Bedeutung. Infolge dieser Standardisierung genügen einige Grundmodulen der Konstruktionselemente zur Abdeckung einer ganzen Leistungsskala von Wasserreinigungsanlagen im Bereich von 5 bis einigen tausend l/s. Alle diese erwähnten Vorteile ermöglichen eine hohe Wirtschaftlichkeit hinsichtlich der Investitionskosten und eine wesentliche Verkürzung der Bauzeit. Der hohe Reinigungseffekt und die Herabsetzung des Einflusses saisonbedingter Qualitätsänderungen des Wassers auf den Betrieb der Vorrichtung vereinfachen die Bedienung und schaffen Bedingungen für die Automatisierung der ganzen Vorrichtung.

Hierzu 4 Blatt Zeichnuneen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Wasserreinigung durch chemische Agglomeration der Verunreinigung und durch folgende Separation mittels Filtration in einer vollkommen schwebenden Flokkenwirbelschicht bestehend aus einem Raum für Flockenwirbelschichtfiltration, einem Schlammeindickungsraum, der mit dem Raum für Flockenwirbelschichtfiltration mittels der im Niveau der Flockenwirbelschichtoberfläche angeordneten Oberfallöffnungen verbunden ist, wohin das geklärte Wasser und das abgesetzte Wasser aus den oberen Teilen des Raumes für Flockenwirbelschichtfiltration und des Schlammeindickungsraumes entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum für die Flockenwirbelschichtfiiiration (B) durch einen Teil von wenigstens zwei Mänteln geschlossener, horizontal und miteinander parallel gelagerter Behälter von allgemein zylindrischer Form gebildet wird, von denen mindestens einer dieser Mantel den Schlammeindickungsraum (Q einschließt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen horizontal gelagerten Homogenisator (H) von allgemein zylindrischer Form enthält, der parallel zu den anderen horizontal gelagerten Behältern angeordnet ist, wobei der Austritt aus dem Homogenisator (H) mittels eines Verteilungskanals (D), der einen Längsschlitz (11) entlang der ganzen Länge im Boden des Raumes (B) für Flockenwirbelschichtfiltration aufweist, mit diesem Raum f£ty verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter mit körniger Füllung (F) in einem geschlossenen, walzenförmigen und waagerecht gelagerten Behälter untergebracht ist, und daß der Schlammeindickungsraum (Q einerseits durch einen äußeren, den Schlammeindickungsraum (C) begrenzenden Mantel gebildet wird, und andererseits durch wenigstens einen von den beiden Mänteln, welche den Homogenisator (H)bzw. Filter (F) mit körniger Füllung begrenzen, und welche am Boden und exzentrisch zur Achse des Schlammeindickungsraumes (C) gelagert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (B) für Flockenwirbelschichtfiltration von einem äußeren Mantel (1) umfaßt wird, der horizontal gelagert ist und eine allgemein zylindrische Form hat.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel des Schlammeindickungsraumes (C) und einer von den Mänteln, die entweder den Homogenisator (H) oder das Filter mit körniger Füllung (F) begrenzen, übereinander gelagert sind, so daß sie im Innenraum des äußeren Mantels (1) den Raum (B) für Flockenwirbelschichtfiltration in zwei Teile unterteilen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (B) für Flockenwirbelschichtfiltration über mindestens zwei geschlossenen, waagerecht nebeneinander gelagerten Behältern von allgemein zylindrischer Form gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Homogenisator (H) aus mindestens zwei hintereinander gereihten und verbundenen Teilen (H\ und H2) besteht, die einen Reaktor und Stator enthalten, wobei zwischen dem ersten Teil (Hi) mit einer höheren Turbulenzintensität und zwischen dem zweiten Teil (H₂) mit einer kleineren Turbulenzintensität eine Zuleitung (7) des Polykoagulenten angebracht ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Paddel des Rotors, gegebenenfalls auch des Stators, wenigstens des zweiten Teiles (H2)

[o des Homogenisators (H) gelocht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einem Teil des Homogenisators (H) der Rotor eine senkrechte Achse hat