DE19704206A1

DE19704206A1 - Klärapparat

Info

Publication number: DE19704206A1
Application number: DE19704206A
Authority: DE
Inventors: Johann Niel
Original assignee: SCHAUENBURG MASCH
Current assignee: SCHAUENBURG MASCH
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-06

Description

Die Erfindung betrifft einen Klärapparat mit Klärbecken, einer Einrichtung für die Zuführung von Flockungsmitteln und einer Trübezuführungseinrichtung, wobei das Klärbecken einen Überlauf für geklärte Flüssigkeit sowie eine unterseitige Schlammabzugseinrichtung aufweist.

Bei einer Betonsandaufbereitung fällt eine Trübe an, die neben Organikpartikeln und ausgewaschenen Schlämmstoffen beachtliche Mengen an Feinsanden mit einer Korngröße von weniger als einem Millimeter enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Klärapparat anzugeben, mit dem die Feinsande aus der Trübe als Wertstoff zurückgewonnen werden können und außerdem die Flüssigkeit unter Abscheidung der Organikpartikel und Schlämmstoffe regeneriert werden kann, so daß sie als Waschflüssigkeit wieder einsetzbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem Klärapparat der eingangs beschriebenen Art,
daß in dem Klärbecken ein Stromklassierer mit konischem Behältermantel angeordnet ist, wobei die Trübezuführungseinrichtung dem Stromklassierer zugeordnet ist, Feststoffe aus dem Konus des Stromklassierers abziehbar sind und vorgeklärte Flüssigkeit als Überlauf abfließt,
daß an der Außenseite des Stromklassierers ein konischer Mantel konzentrisch angeordnet ist, der an seinem oberen Ende einen hochgezogenen, nicht überströmbaren Kragen aufweist und sich nach unten über einen Abschnitt des Stromklassierers erstreckt, wobei die Behälterwand des Stromklassierers und der Mantel einen Ringkanal bilden, der von der am Überlauf des Stromklassierers abfließenden Flüssigkeit durchströmt ist,
daß die Einrichtung für die Zuführung von Flockungsmitteln an den Ringkanal angeschlossen ist, welche Einrichtung die Flockungsmittel in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt der den Ringkanal durchströmenden Flüssigkeit aufgibt.

Im Stromklassierer werden Feinsande, beispielsweise Feinsande mit einer Kornfraktion zwischen 0,06 und 1 mm von Schlämmstoffen (Korngröße 0 bis 0,06 mm) und Organikpartikeln separiert. Die Feinsande werden aus dem Konus des Stromklassierers als feststoffreicher Suspensionsstrom abgezogen. Sie können nach einer weiteren Entwässerung als Wertstoff wiederverwertet und beispielsweise Betonsanden zugeschlagen werden. Die als Überlauf aus dem Stromklassierer abfließende Flüssigkeit ist Schlammwasser, welches durch den an der Außenseite des Stromklassierers vorgesehenen Ringkanal in das Klärbecken gelangt.

Die Durchströmung des Ringkanals erfolgt aufgrund einer hydrostatischen Druckdifferenz, die einerseits durch das Flüssigkeitsniveau im Stromklassierer und andererseits durch den Flüssigkeitspegel am Überlauf des Klärbeckens bestimmt ist. Die Spaltbreite des Ringkanals ist nach Maßgabe des Trübemengenstroms vorzugsweise so eingestellt, daß im Ringkanal eine turbulente Strömung vorliegt. Der turbulent durchströmte Ringkanal wird als Mischstrecke zur Dispergierung der Flockungsmittel genutzt. Im turbulenten Strömungsfeld der Ringkanalströmung erfolgt eine wirksame und betriebssichere Dispergierung der Flockungsmittel im Fluid.

In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, daß der Mantel in vertikaler Richtung verstellbar angeordnet ist, wobei durch eine Vertikalverstellung des Mantels der Strömungsquerschnitt des Ringkanals veränderbar ist. Eine stufenlose Regulierung der Ringkanalbreite ist möglich.

Die Einrichtung für die Zuführung von Flockungsmitteln weist vorzugsweise eine Ringleitung und einen sternförmig von der Ringleitung ausgehenden Düsenkranz auf, der nahe des Ringkanaleinlaufs an die Behälterwand des Stromklassierers oder an den Mantel angeschlossen ist. Auf diese Weise resultieren eine Vielzahl von gleichmäßig am Umfang des Ringkanals verteilten Impfstellen für die Flockulation des schirmartig über den gesamten Umfang in den Ringkanal einlaufenden sandfreien Schlammwassers.

Die durch Zugabe der Flockungsmittel konditionierte Flüssigkeit gelangt aus dem Ringkanal in das Klärbecken und strömt hier in einer beruhigten Strömung aufwärts. In der beruhigten Strömung des Klärbeckens findet aufgrund der elektrolytischen Wirkung der Flockungsmittel eine Agglomeration der Schwebstoffpartikel statt. Es entstehen Flocken, die eine hohe Sinkgeschwindigkeit erreichen. Das Klärbecken weist vorzugsweise an seinem unteren, konisch zulaufenden Ende ein mit einer Austragshilfe ausgerüsteten Eindickraum für sedimentierten Feinschlamm auf. Der Austritt des Ringkanals ist mit ausreichendem Abstand oberhalb des Eindickraums angeordnet. Der Schlammabzug aus dem Eindickraum kann dichteabhängig gesteuert werden. Am Überlauf des Klärbeckens fließt eine klare Prozeßflüssig keit ab, die als Waschflüssigkeit wieder einsetzbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Klärapparat im Schnitt,

Fig. 2 ein Anlagenschema für eine Waschwasseraufbereitung mit Wertstoffrückgewinnung und Prozeß wasserregenerierung, welches mit dem in Fig. 1 dargestellten Klärapparat arbeitet.

Zum grundsätzlichen Aufbau des in Fig. 1 dargestellten Klärapparats gehören ein Klärbecken 1 mit Überlauf 2 für geklärte Flüssigkeit und einer unterseitigen Schlammabzugseinrichtung 3, ein in dem Klärbecken 1 angeordneter Stromklassierer 4 mit konischem Behälter mantel, eine dem Stromklassierer 4 zugeordnete Trübezu führungseinrichtung 5 sowie eine Einrichtung 6 für die Zuführung von Flockungsmitteln. Aus dem Konus des Stromklassierers 4 sind Feststoffe in Form eines feststoffreichen Suspensionsstroms mittels einer Fördereinrichtung 7 abziehbar.

Der Fig. 1 entnimmt man, daß an der Außenseite des Stromklassierers 4 ein konischer Mantel 8 konzentrisch angeordnet ist, der an seinem oberen Ende einen hochgezogenen, nicht überströmbaren Kragen 9 aufweist. Der Mantel 8 erstreckt sich nach unten über einen Abschnitt des Stromklassierers 4 und bildet mit der Behälterwand des Stromklassierers 4 einen Ringkanal 10, der von der am Überlauf des Stromklassierers abfließenden Flüssigkeit durchströmt ist. Der Mantel 8 ist durch eine Stelleinrichtung 11 mit Stellspindel vertikal verstellbar, wobei durch eine Vertikalverstellung des Mantels 8 der Strömungsquerschnitt des Ringkanals 10 veränderbar ist. Mittels der Stelleinrichtung 11 wird die Spaltbreite des Ringkanals 10 nach Maßgabe des Trübemengenstroms so eingestellt, daß eine turbulente Strömung im Ringkanal 10 vorliegt. Die Einrichtung 6 für die Zuführung von Flockungsmitteln weist eine Ringleitung 12 und einen sternförmig von der Ringleitung 12 ausgehenden Düsenkranz 13 auf, der nahe des Ringkanaleinlaufs an den Mantel 8 oder an die Behälterwand des Stromklassierers 4 angeschlossen ist. Die Flockungsmittel werden in Form einer Lösung oder eines Suspensionsstroms in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt der den Ringkanal 10 durchströmenden Flüssigkeit aufgegeben. Die Flüssigkeit läuft schirmartig über den gesamten Umfang in den Ringkanal 10 ein, der als Mischstrecke für die Dispergierung der Flockungsmittel genutzt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit im Ringkanal 10 ist steuerbar. Sie ist einerseits von der hydrostatischen Druckdifferenz, die sich aus dem Niveauunterschied AH zwischen dem Flüssigkeitspegel im Stromklassierer 4 und dem Flüssigkeitsniveau im Klärbecken 1 ergibt, und andererseits von der Spaltbreite des Ringkanals 10 abhängig.

Das Klärbecken 1 weist an seinem unteren, konisch zulaufenden Ende ein mit einer Austragshilfe 14 ausgerüsteten Eindickraum für sedimentierten Feinschlamm auf. Der Austritt des Ringkanals 10 ist mit ausreichendem Abstand oberhalb des Eindickraums angeordnet. Die aus dem Ringkanal 10 austretende Flüssigkeit strömt in einer beruhigten Strömung mit geringer Strömungsgeschwindigkeit aufwärts, wobei die Schwebstoffe aufgrund der elektrolytischen Wirkung der Flockungsmittel agglomerieren und als Flocken sedimentieren. Hohe Absetzgeschwindig keiten sind erreichbar. Geklärte Flüssigkeit fließt in dem umlaufenden und/oder kreuzförmig angeordneten Überlauf 2 ab.

Der in Fig. 1 dargestellte Klärapparat ist vorteilhaft einsetzbar zur Behandlung einer Trübe, die bei einer Betonsandaufbereitung anfällt und neben Organikpartikeln und ausgewaschenen Schlämmstoffen beachtliche Feinsandanteile enthält. Der Klärapparat ermöglicht die Rückgewinnung der Feinsande als Wertstoff sowie eine Regenierierung der Prozeßflüssigkeit unter Abscheidung der Organikpartikel und Schlämmstoffe.

Fig. 2 zeigt das Anlagenschema. Im Stromklassierer werden die Feinsande, beispielsweise eine Kornfraktion mit einer Korngröße zwischen 0,06 und 1 mm, abgetrennt und als feststoffreicher Suspensionsstrom 15 abgezogen. Der aus dem Stromklassierer 4 abgezogene Suspensionsstrom 15 wird mittels Hydrozyklon 16 eingedickt und einer Feinsandentwässerung 17 zugeführt. Der entwässerte Feinsand bildet einen Wertstoff, der mittels eines Gurtförderers 18 abtransportiert und beispielsweise Betonsand zugeschlagen werden kann. Aus dem Oberlauf des Hydrozyklons abgezogene Flüssigkeit sowie bei der Feinsandentwässerung anfallende Prozeßflüssigkeit wird in das Klärbecken 1 zurückgeführt.

Am Überlauf des Stromklassierers 4 abfließende Flüssigkeit ist Schlammwasser. Das Schlammwasser gelangt durch den Ringkanal 10 in das Klärbecken 1. Im Ringkanal 10 wird das Schlammwasser mit Flockungsmitteln beaufschlagt, die mittels einer Dosier- und Fördereinrichtung 19 zugeführt werden. Infolge der Elektrolytwirkung agglomerieren die in der Flüssigkeit enthaltenen Schwebstoffe zu Flocken, die mit hoher Absetzgeschwindigkeit im Klärbecken 1 sedimentieren und als feststoffreicher Schlamm mittels einer Schlammpumpe 20 abgezogen und einer Schlammentwässerungseinrichtung 21 zugeführt werden. Es fällt ein stichfestes Material 22 als Reststoff an. Prozeßflüssigkeit, die bei der Schlammentwässerung abgetrennt wird, kann in das Klärbecken zurückgeführt werden. Am Überlauf des Klärbeckens 1 fließt eine klare Flüssigkeit 23 ab, die ggf. nach einer mechanischen Abtrennung 24 von Organikpartikeln als Prozeßwasser wiederverwertet werden kann.

Claims

1. Klärapparat mit
Klärbecken (1),
einer Einrichtung (6) für die Zuführung von Flockungsmitteln und
einer Trübezuführungseinrichtung (5),
wobei das Klärbecken (1) einen Überlauf (2) für geklärte Flüssigkeit sowie eine unterseitige Schlammabzugsein richtung (3) aufweist, dadurch gekenn zeichnet,
daß in dem Klärbecken (1) ein Stromklassierer (4) mit konischem Behältermantel angeordnet ist, wobei die Trübezuführungseinrichtung (5) dem Stromklassierer (4) zugeordnet ist, Feststoffe aus dem Konus des Stromklassierers (4) abziehbar sind und Flüssigkeit als Überlauf abfließt,
daß an der Außenseite des Stromklassierers (4) ein konischer Mantel (8) konzentrisch angeordnet ist, der an seinem oberen Ende einen hochgezogenen, nicht überströmbaren Kragen (9) aufweist und sich nach unten über einen Abschnitt des Stromklassierers (4) erstreckt, wobei die Behälterwand des Stromklassierers (4) und der Mantel (8) einen Ringkanal (10) bilden, der von der am Überlauf des Stromklassierers (4) abfließenden Flüssigkeit durchströmt ist,
daß die Einrichtung (6) für die Zuführung von Flockungsmitteln an den Ringkanal (10) angeschlossen ist, welche Einrichtung (6) die Flockungsmittel in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt der den Ringkanal (10) durchströmenden Flüssigkeit aufgibt.

2. Klärapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (8) in vertikaler Richtung verstellbar angeordnet ist, wobei durch eine Vertikalverschiebung der Strömungsquerschnitt des Ringkanals (10) veränderbar ist.

3. Klärapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite des Ringkanals (10) nach Maßgabe des Trübemengenstroms so eingestellt ist, daß eine turbulente Strömung im Ringkanal (10) vorliegt.

4. Klärapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) für die Zuführung von Flockungsmitteln eine Ringleitung (12) und einen sternförmig von der Ringleitung (12) ausgehenden Düsenkranz (13) aufweist, der nahe des Ringkanaleinlaufes an die Behälterwand des Stromklassierers (4) oder an den Mantel (8) angeschlossen ist.

5. Klärapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klärbecken (1) an seinem unteren, konisch zulaufenden Ende einen mit einer Austragshilfe (14) ausgerüsteten Eindickraum für sedimentierten Feinschlamm aufweist und daß der Austritt des Ringkanals (10) mit ausreichendem Abstand oberhalb des Eindickraums angeordnet ist.