DE1976191U - Wasseraufbereitungs- oder abwasserbehandlungsvorrichtung. - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE -RA. G 2 5 8 8 ö *~2.11.

DIPL-CHEM. DR. WERNER KOCH · DR.-ING. RICHARD GLAWE

DIPL-ING. KLAUS DELFS

HAMBURG-MÖNCHEN

2000 Hamburg 52 · Walzstraße 12 · Ruf 892255 8000 MOnchen 22 ■ LiebherrstraBe 20 · Ruf 22 6543

IHR ZEICHEN UNSER ZEICHEN

MÜNCHEN A 55

MöNCHEN,den 3-1, Oktober 1967

betrifft= P 26 531/8513

Passavant-Werke

Wasseraufbereitungs- oder Abwasserbehandlungsanlage.

Die Erfindung betrifft eine Wasseraufbereitungs- oder Abwasserbeiiatidlungsänlage mit einer in der Mitte angeordneten Mischzone, in der eine von unten nach oben arbeitende Fördervorrichtung angeordnet ist, einer konzentrisch dazu angeordneten Reaktions- bzw. JPlockungszone, die von oben nach unten durchströmt wird, und einer diese umgebenden Sedimentationszone sowie einer von unten erfolgenden Söhlammrüekführung in die Mischzone.

Zweck derartiger Anlagen ist es, die in dem Wasser bzw.

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bzw. SPECHTZIES MONCHEN

Abwasser enthaltenen, fein verteilten mineralischen and organischen !Feststoffe oder sonstige Verunreinigungen in Form von Schlamm abzuscheiden. Zu4iesem Zweck werden meist Flockungsmittel zugesetzt, die die zunächst gleichnamig elektrisch geladene auszuscheidende Partikel entladen, so daß eine Zusammenballung zu größeren Komplexen, d.h. eine Plookung, erfolgen kann. Hierfür ist eine bestimmte Reaktionszeit erforderlich,, die von dem pH-Wert des Wassers, der Tiskosität und der !Temperatur abhängt.

Die blockung wird dabei gefördert durch Rückführung von bereits ausgeschiedener Schlammsuspension, die also schon Flocken mit einer größeren Oberfläche aufweisen. Aus diesem Grunde setzt man eine derartige Sehlammsuspension bzw. Feststoffe dem zu behandelnden Wasser bzw. Abwasser im Kreislauf wieder zu.

Bei den bekannten Anlagen wird nun durch eine Umwälzbzw. Fördervorrichtung in der Misehzone das frisch zugeführte Wasser bzw. Abwasser mit den zurückgeführten Feststoffen durchmischt, wobei gleichzeitig eine Förderung von unten nach oben erfolgt. Das so erhaltene Gemisch, dem auch die Flockungsmittel zugesetzt sind, sinkt in einer konzentrisch zu der Misehzone angeordneten Reaktions- bzw. Flockungszone nach unten, wobei eine Vergrößerung der Feststoffteilchen, im wesentlichen also die eigentliche Flockung

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erfolgt. Am unteren Ende dieser Zone ist eine Verbindung zu der äußeren Sedimentationszone vorgesehen, in der eine Klärung erfolgt. Itd oberen Teil dieser Sedimentationszone erfolgt die Abnahme des geklärten Wassers. Die Feststoffe sinken nach unten and werden mittels eines Krählwerkes einem Schlammsumpf zugeführt. Ein Teil der Feststoffe wird in die Mischzone zurückgeführt, so daß ein Kreislauf gebildet wird.

Bei den bekannten Anlagen dieser Art erfolgt nun die Mischung bzw. Umwälzung mittels sehnellaufender Rührwerke, Schaufelkränze u.dgl. Dabei wird zwar eine sehr gute Durchmischung erreicht, gleichzeitig werden aber die in der Reaktionszone bereits gebildeten und in die Mischungszone zurückgeführten größeren Komplexe bzw. Flocken wieder zerschlagen, so daß deren günstige Einwirkung auf die neu zugeführten feinsten Feststoffe bzw. auf die in der Reaktionszone noch nicht ausreichend ausgeflockten Teilchen verhindert wird.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung durch eine eine Förderung unter sanfter Umwälzung bewirkende Fördervorrichtung, insbesondere in Form einer Förderschnecke, vermieden, Auf diese Weise werden alle Vorteile der bekannten Vorrichtung erreicht, ü.h. also eine ausreichende Mischung bzw. Umwälzung des zugeführten Wassers bzw. Abwassers mit den Flockungsmitteln und den zurückgeführten Feststoffteilen sowie eine Förderung dieses Gemisches nach oben, so daß es

anschließend in der Reaktionszone nach unten strömen kann. Gleichzeitig wird jedoch vermieden, daß die zurückgeführten Flocken zerschlagen werden, da die Umwälzung unter schonendsten Bedingungen erfolgt. Die Anlage nach der Erfindung ist also wirksamer als die bekannten Anlagen.

Es wurde festgestellt, daß Förderschneeken und insbesondere eingängige Förderschnecken für den Zweck der Erfindung ausgezeichnet geeignet sind. Es können jedoch au$h andere entsprechend wirkende Fördereinrichtungen angewandt werden, ' wie mehrere übereinander arbeitende Rührflügel od»dgl.

Vorteilhafterweise kann man die Fördervorrichtung bzw. die Mischzone so ausbilden, daß eine insbesondere eingängige Förderschnecke in einem lotrecht angeordneten, zylindrischen Gehäuse arbeitet, das gleichzeitig als Einlaufturm für die Anlage dient. Dadurch wird eine schonende Umwälzung und Förderung zusätzlich günstig beeinflußt.

Um zu vermeiden, daß vor allem bei größeren Anlagen die Flüssigkeit, auf die die Schnecke einwirkt, sich lediglich mit dieser dreht und nicht nach oben gefördert wird, kann man gemäß der Erfindung in unmittelbarer Nachbarschaft der Förderschnecke und/oder unterhalb dieser feststehende Leitwände vorsehen, die vorzugsweise eine lotrechte und/oder radiale Erstreckung aufweisen.

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Die Fördervorrichtung bzw. die Förderschnecke kann vorteilhafte rwei se eine stufenlose Drehzahlregelang aufweisen, so daß sich die Förderleistung und die Umwälzung je nach denvorliegenden Verhältnissen einstellen lassen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Fördervorrichtung und deren Antrieb für eine Fördermenge auszulegen, die itn mittleren Drehzahlbereich etwa das Drei- bis Fünffache der zufließenden Rohwassermenge beträgt.

Bs handelt sich dabei um die günstigsten Bedingungen, bei denen einerseits eine zu starke Umwälzung und damit verbunden ein zu großer Energiebedarf und die G-efahr einer Inaktivierung einer Flockenbildung und andererseits eine zu geringe Umwälzung und damit ein zu geringer Sehlamrakontakt vermieden werden.

Nach einem weiteren Merkmal ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone in zwei konzentrisch angeordnete Reaktionskammern aufgeteilt ist. Dies hat den großen Torteil, daß der Ablauf am unteren Ende der inneren Reaktionskammer praktisch vollständig in die Mischungszone zurückgeführt wird und daß nur ein Teil des Ablaufes aus der äußeren Reaktionszone der Sedimentationszone zugeführt wird, während ein anderer Teil ebenfalls in die Mischungszone gelangt. Die die innere Reaktionskammer durchströmenden, noch nicht voll ausgebildeten Flockungskomplexe, d.h. also die

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kleineren blocken, gelangen zurück in die Mischungszone, wo sie erneut mit großen Flocken aus der äußeren Reaktionskammer in Berührung kommen sowie natürlich auch mit den Peststoffen des zugeführten Rohwassers. Da die Gefahr eines Zerschlagens "bereits vorhandener großer Hocken nicht "besteht, können in maximaler Weise große Flocken ausgebildet werden.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, den oberen und/oder unteren Bereich der trennwand zwischen den beiden Reaktionskammerη radial einwärts geneigt auszubilden, vorzugsweise in Gestalt eines Kegelstumpfmantels.

Auf diese Weise wird eine maximal günstigste Strömung in der Reaktionszone erreicht, durch die die vorher schon erwäöte Wirkung gewährleistet wird. ■:■

Dabei können gemäß der Erfindung am oberen und/oder unteren Rand der Trennwand verstellbare Leitwände, vorzugsweise je eine in axialer Richtung verschiebbarer Yerstellring vorgesehen sein. Dadurch können die durch die innere und äußere Reaktionskammer fließenden Teilströme hinsichtlich ihrer Größe geregelt werden. Es v,wi'r»d. ; auch die gesamte ITmwälzmenge beeinflußt, wenn man an der Trennwand zwischen den beiden Kammern entsprechend leitwände anbringt.

Der Schlammrücklauf soll bei der Anlage nach der Erfindung nach Möglichkeit im wesentlichen aus dem Ablauf der Reaktionszone gespeist werden. Da es vorteilhaft ist, den Schlammsumpf unterhalb der Rohwasserzuführung anzuordnen, soll nach Möglichkeit vermieden werden, daß aus dem Schlammsumpf Feststoffe aufgewirbelt und in die Mischungszone zurückgeführt werden. Dies kann erreicht werden durch eine rasche Eindickung in dem Schlammsumpf. Gemäß der Erfindung ist zu diesem Zweck ein Rührwerk vorgesehen, vorzugsweise ein mit Rührschaufeln und/oder ein mit vertikalen Krählstäben versehenes Rührwerk.

Auf den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Anlage beispielsweise dargestellt.

3?ig» 1 ist ein Schnitt einer Ausführungsforra der Anlage nach der Erfindung;

Pig. 2 ist eine Draufsicht auf die Anlage der Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Teilsehnitt des Beckenrandes einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den in Fig. 3 dargestellte Teil der Anlage;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Teiles der Anlage;

Pig. 6 ist ein Schnitt durch einen Teil einer dritten Ausführungsform nach der Erfindung;

Pig. 7 ist ein Schnitt nach B-B der Pig. 6.

In einem Becken 1 ist ein Einlaufturm 1a angeordnet, der eine Misch- bzw. Aktivierungskammer 2 bildet. Diese Kammer ist konzentrisch umgeben von einer inneren Reaktionsbzw. Plockungskammer 3 und einer äußeren Reaktions- bzw. PTockungskammer 4. Diese wiederum wird von einer Sedimentationskammer 5 umgeben.

Der Einlaufturm weist an seinem oberen Ende Auslaßöffnungen 6 und an seinem unteren Seil Einlaßöffnungen 7 auf. In dem Turm arbeitet eine !Förderschnecke 8. Unterhalb des Einlaufturmes 1a ist ein Schlammsumpf 9 angeordnet. In den Einlaufturm ragt der Rohwasserzulauf 10. Brallel zu dem Rohwasserzulauf 10 ist ein Schlammabzug 11 vorgesehen, der in den Schlammsumpf 9 hineinragt und mit einem Absperrschieber 12 versehen ist.

Am oberen Ende des Einlaufturmes 1a ist ein Antriebsmotor 13 und ein stufenlos regelbares Getriebe 14 für die [Förderschnecke 8 vorgesehen.

Die Trennung zwischen der äußeren Reaktionskammer und

der Sedimentationskammer erfolgt über eine senkrechte Trennwand 15 j die in einem Abstand über dein Beckenboden angeordnet ist, so daß Flüssigkeit am unteren Ende der äußeren Reaktionskammer in die Sedimentationskammer eintreten kann.

Die innere und die äußere Reaktionskammer sind getrennt durch eine ringförmige Zwischenwand 16, die an ihrem oberen und, ihrem unteren Ende nach innen in Form von Kegelstumpfmänteln eingeschoben ist, so daß der Einlaß und der AusLaß in die innere Reaktionskammer einen geringeren Querschnitt haben als der eigentliche Reaktionsraum. Die aus den Auslaßöffnungen 6 austretende Flüssigkeit gelangt also entweder in die innere Reaktionskammer 3 oder in die äußere Reaktionskammer 4, wobei Tor allem kleine Feststoffteilchen und noch nicht voll ausgebildete Flocken in die innere Kammer, größere Komplexe und voll ausgebildete Flocken in die äußere Kammer gelangen. Die in die innere Kammer gelangenden Teilchen haben in dem eigentlichen Kammerraum mit verhältnismäßig großem Querschnitt Zeit, weiter auszuflocken. Sie gelangen im wesentlichen vollständig zurück in die Mischkammer.

Die in die äußere Reaktionskammer 4 gelangenden Teilchen können ebenfalls weiter reagieren. Sie gelangen zum Teil zurück in die Mischkammer, wo sie mit den kleineren Teilchen der inneren Kammer und dem Rohwasser vermischt werden und dort die Flockung der kolloidalen Teilchen

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aktivieren, zum Seil gelangen sie in die Sedimentatiönskammer 5, wo sie sedimentieren, so daß geklärtes Wasser ent-

nomine α werden kann.

Die abgesetzten Teilehen werden von dem Schlammräumwerk 17 dem Schlammsumpf 9 zugeführt. Das Schlammräumwerk 17 ist mittels einer verwindungssteifen Tragkonstruktion an einer umlaufenden Brücke 19, deren laufräder 20 auf der Beckenkrone 21 ablaufen, aufgehängt. Die Brücke wird bewegt durch einen nicht dargestellten Motorantrieb an dem Laufrad 2Ό,

Das geklärte Wasser wird durch Ablaufrinnen 22 entnommen und einer außen unterhalb der Beckenkrone 21 angeordneten Sammelrinne 23 zugeführt, die mit einem Ablauf 24 versehen ist. Die Ablaufrinnen 22 sind an einem Tragring 25 angeordnet.

Durch die konzentrische Anordnung der Reaktionskamraern 3 und 4 sowie die dadurch gegebene Möglichkeit, die Trennwand 15 zwischen Reaktionskammern und SedimentatiOnskamiaer senkrecht auszubilden, ergibt sich eine bequeme Möglichkeit zur verwindungssteifen Aufhängung des Räumwerkes derart, daß dadurch die Anbringung der Ablaufrinnen nicht gestört wird.

Man kann auch bei dieser Konstruktion in einfacher Weise eine Entnahmevorrichtung für Schwimmstoffe vorsehen, die im

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einzelnen in Pig. 3 "bis 5 dargestellt ist.

Bei normalen Wasserspiegel 30 tritt das geklärte Wasser durch. Ablauf öffnungen 45 in die Ablauf rinnen 22 ein. Schwimmstoffe werden dabei zurückgehalten und werden nicht entnommen,

Hat sich eine gewisse Menge von Schwimmstoff angesammelt und ist ein Räumen der Sehwimmstoffe beabsichtigt, so wird ein normalerweise geöffneter Steckschieber 44 an den äußeren Enden der Ablaufrinnen 22 geschlossen. Das Wasser wird dadurch angestaut, da es jetzt über den Überlaufrand 46 ablaufen muß, bis der Wasserspiegel 31 erreicht ist. Dieser Wasserspiegel liegt so hoch, daß ein an der Brücke 19 befestigtes Schwimmstoffräumschild 32 und ein Schwimmstoffschrapper 33 alle Schwimmstoffe erfassen, wobei diese jedoch so hoch über den Ablaufrinnen zu liegen kommen, daß sie durch diese nicht mehr erfaßt werden.

Der Schwimmstoffräumschild 32 schiebt die Schwimmstoffe in den Drehbareich des SchwimmstoffSchrappers 33, der sie seinerseits über eine schräge Wand 33a· und das dabei umklappende Überfallwehr 40 in den Schwimmstoffauffang 42 fördert. Durch eine an der Brücke 19 befestigte Steuerschiene 38 wird über eine Steuerrolle 39 und entgegen dem Gewicht eines Gegengewichtes 41 das schwenkbare überfallwehr 40 gerade immer dann nach unten geklappt, wenn die in Bewe-

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gungsriehtung vor aera Schwirarastoffschrapper befindlichen Schwimmstoffe in den Bereich des Schwimmstoffauffaages 42 gelangen.. Während der übrigen Zeit bleibt das Wehr 40 in der hochgeklappten Stellung, damit das Wasser bis zu dem Wasserspiegel 31 angestaut bleibt.

Der Schrapper 33 ist an Armen 34 mittels Gelenken 35 an der Brücke 19 schwenkbar befestigt. Er kann infolgedessen nach oben ausweichen und ohne Schwierigkeiten über die Schwimmstoffablaufvorriehtung hinweggleiten. Die Arme 34 sind außerdem an einem Seil 36 befestigt, das die %ifefste lage des Schrappers begrenzt.

Die in Pig. 6 und 7 dargestellte Ausführungsform der Anlage nach der Erfindung entspricht im wesentlichen der in Pig. 1 dargestellten. Es sind lediglich am unteren Ende des Einlaufturmes Leitwände 50 dargestellt, die sich in lotrechter und radialer Richtung erstrecken. Durch diese leitwände wird vermieden, daß etwa das in der Mischkammer befindliche Wasser sich mit der Schnecke dreht und nicht nach oben gefürdert wird.

Die !Trennwand 116 zwischen innerer und äußerer Reaktionskammer ist an ihren oberen bzw. ihren unteren Enden mit Verstellringen 51 und 52 versehen, die über zugehörige Spindeln in bestimmten Höhen einstellbar sind. Der obere Verstellring 51 ist dabei mit V-förmigem Querschnitt darge-

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stellt. Je nach seiner Stellung kann der Zufluß zur inneren bzw. äußeren Reaktionskammer eingestellt werden und damit der Rücklauf variiert werden. Der gleiche Zweck kann mit dem unteren Yerstellring 52 erreicht werden.

Der Schlammsumpif 9 weist bei dem Ausführungsbeispiel· der Pig. 6 Rührschaufeln 53 und vertikale Krählstäbe 54 auf. Beide werden angetrieben mittels eines Schneckenantriebs 55, der seinerseits über ein Übersetzungsgetriebe 56 von einem Motor 57 angetrieben wird» In diesem !alle ist es zweckmäßig, den Schlammabzug 11 am unteren Ende des Schlammsumpfes 9 anzubringen, um den Schlamm möglichst rasch zu entfernen.

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Claims (8)

RA 625880-2.1167 Schutzansprüehe

1. Wasseraufbwreitungs- oder Abwasserbetiandlungsanlage mit einer in der Mitte angeordneten Misehzone, in der eine von unten nach oben arbeitende Fördervorrichtung angeordnet ist, einer konzentrisch dazu angeordneten Reaktions- bzw. Flockungszone, die von oben nach unten durchströmt wird und einer diese umgebende Sedimentätionszone sowie einer von unten erfolgenden Schlammrückführung in die Mischzone, gekennzeichnet durch eine eine Förderung unter sanfter Umwälzung bewirkende Fördervorrichtung, insbesondere in Form einer Förderschnecke.

2. Yorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine insbesondere eingängige Förderschnecke in einem lotrecht angeordneten zylindrischen Gehäuse arbeitet, das gleichzeitig als Einlaufturm für die Anlage dient.

3. Torrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nachbarschaft der Fördersehnecke und/oder unterhalb dieser feststehende Leitwände vorgesehen sind, die vorzugsweise eine lotrechte und/oder radiale Erstreckung aufweisen.

4* Torrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung und deren Antrieb für eine Förder-

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•menge ausgelegt sind, die im -mittleren Drehzahlbereieh etwa das Drei- bis fünffache der zufließenden Rohwassermenge beträgt,

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone in zwei konzentrisch angeordnete Reaktionskammern aufgeteilt ist.

6„ Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und/oder untere Bereich der Trennwand zwischen den beiden Reaktionskammern radial einwärts geneigt ausgebildet ist, vorzugsweise in Gestalt eines Kegelstumpfmantels.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch am oberen und/oder unteren Rand der Trennwand verstellbare leitwände, vorzugsweise je einen in axialer Richtung verschiebbaren VersieLlring.

8. Vorrichtung nach Anspruch T bis 7, gekennzeichnet durch ein Rührwerk, vorzugsweise ein rait Rührsehaufeln und/oder ein mit vertikalen Krählstäben versehenes Rührwerk,im Schlammsumpf.

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