DE2408113A1 - Hilfsabscheider fuer ein absetzbecken - Google Patents

Description

Pielkenrood-Vinitex B.V., Assendelft

(Niederlande)

Hilfsabscheider für ein Absetzbecken

Zur Trennung von Bestandteilen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, ist es üblich, die Flüssigkeit in einer langsamen Vertikalströmung innerhalb eines grossen Absetzbeckens fHessen zu.lassen. Die Abscheidung ergibt sich als Folge unterschiedlicher Dichten, und lediglich diejenigen Partikel verbleiben in der Flüssigkeitsströmung, deren Geschwindigkeit

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in der Strömungsrichtung höher als die Abscheidung^Teschwindigkeit in der Gegenrichtung ist. Die Abscheidungsw ang ist besser, je geringer die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ist. Die gewünschte Abscheidungswirkung hängt daher vom Querschnitt, des Beckens und vom verlangten Strömungsdurchsatz der Flüssigkeit ab.

Aendern sich jedoch die bezüglich des Beckens aufgestellten Bedingungen im Verlauf der Zeit, beispielsweise infolge gesteigerten Anfalles von Flüssigkeit oder infolge schärferer Bedingungen bezüglich der Abscheidung, so genügt ein solches Becken rasch den Anforderungen nicht mehr. Angesichts der Kosten und der Abmessungen eines solchen Beckens ist es im allgemeinen sehr unzweckmässig, ein zweites Becken derselben Art zu errichten.

Um die Leistungsfähigkeit eines bestehenden Beckens zu erhöhen, sind schon verschiedene Hilfsabscheider vorgeschlagen worden, welche alle aus einem Gehäuse mit vier geschlossenen Seitenwänden und zwei rechteckigen, in parallelen Ebenen liegenden offenen Endwänden bestehen. Dieses Gehäuse kann in einem Absetzbecken in einer solchen Weise aufgehängt werden, dass die offenen Endwände im wesentlichen horizontal bleiben. Die vertikale Abscheidungsströmung wird damit durch die eine End-.wand in das Gehäuse hinein- und durch die andere Endwand wieder aus demselben herausgeleitet, wobei der Innenraum des Gehäuses in eine Anzahl von Durchgängen mit parallelen Begrenzungen unterteilt ist, welche sich zwischen den beiden Endwänden erstrecken, wobei diese Durchgänge im Betrieb bezüglich einer Horizontalebene ein Gefälle aufweisen.

Solche Hilfsabscheider beruhen auf dem Prinzip, nach welchem eine vertikale Flüssigkeitsströmung an einer Gefällstrecke abgelenkt wird, so dass die Vertikalkomponente der Geschwindigkeit eines abscheidbaren Teilchens herabgesetzt wird und ins-

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besondere kleiner als die Abscheidungsgeschwindigkeit wird, so dass eine Abscheidung an den Begrenzungen der Durchgänge auftritt. Die abgeschiedenen Teilchen gleiten entlang den geneigten Teilen der Begrenzungen und treffen dabei auf andere abgeschiedene Teilchen, so dass ein Teilchenwachstum auftritt. Die in der Grosse zugenommenen Teilchen haben eine höhere Abscheidungsgeschwindigkeit, so dass nach Verlassen der Durchgänge die Wahrscheinlichkeit der Vermischung mit der Trägerflüssigkeit beträchtlich herabgesetzt ist, und somit eine im wesentlichen vollständige Abscheidung dieser grösseren Teilchen sichergestellt ist.

Zu beachten ist, dass die Flüssigkeitsströmung im aligemeinen so gerichtet ist, dass der zum Abscheiden bestimmte Hauptbestandteil iin Gegenstroi« zur Flüssigkeit abgeschieden wird. Unter Abscheidung wird sowohl Sedimentation wie Flotation verstanden, und beide Vorgänge können miteinander auftreten, wenn die Flüssigkeit verschiedene Bestandteile enthält.

Die Begrenzungen der Durchgänge in den bekannten Hilfsabscheidern können verschiedeneer Art sein. In einem ersten bekannten Abscheider dieser Art sind sie aus Rohren von rechteckigem Querschnitt geformt, und die Rohre liegen hintereinander und aneinander in im wesentlichen vertikalen Lagen, wobei sie sich in benachbarten Lagen gegenseitig kreuzen.

In einer zweiten Art sind diese Rohre nicht von quadratischem Querschnitt, sondern die oberen und unteren Wände jedes Rohres sind V-förmig.

Ein Vorteil solcher Abscheider liegt darin, dass sie als Ganzes sehr starr sind, was ihre Montage in einem Becken beträchtlich erleichtert. Ein Nachteil besteht darin, dass die Montage einer solchen Gesamtheit mittels Kleben oder Verschweissen von Kunststoff teilen sehr aufwendig ist; ausserdem ist es nicht mehr

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möglich, Aenderungen im Querschnitt der Durchgänge in einem fertigen Abscheider.vorzunehmen. Ein Vorteil der Abscheider der zweiten Art liegt darin, dass die abgeschiedenen Teilchen längs der schrägen Ebene einer V-förmigen Begrenzung gegen den Scheitel derselben gleiten, wodurch sie ein vergrössertes Teilchenwachstum bewirken. Im weiteren werden kleinere Teilchen von der zwischen getrennten Teilchen ausgeschiedenen Flüssigkeit mitgerissen, was die schliessliche Abscheidung solcher Teilchen verhindert. In Abscheidern der zweiten Art scheint die der ersten Wand gegenüberliegende V-förmige Wand die Abscheidung dieser kleineren Teilchen zu fördern.

Ein Nachteil solcher Abscheider liegt jedoch darin, dass in den scharfen Ecken zwischen verschiedenen Wandteilen leicht eine Ablagerung auftritt, welche zu einer stetigen Querschnitts-, verminderung führt, und die durch wiederholte Reinigung entfernt werden muss, was besonders bei Abscheidern der zweiten Art der Fall ist. Ein gemeinsamer Nachteil dieser Abscheider besteht ferner darin, dass die gesamte Begrenzungsfläche der Durchgänge gross ist, so.dass dementsprechend die Wachstumsmöglichkeit lebender Organismen wie Algen, Schimmel, Bakterien usw. gross ist. Auch verlangt diese Erscheinung eine wiederholte Reinigung und ist bei der Trinkwasserreinigung wegen der Bakterienverseuchung äusserst unerwünscht. Wenn die Begrenzungen der Durchgänge aus Kunststoff bestehen, können sie ausserdem oft von Bakterien befallen werden.

An und für sich ist es denkbar, solche Hilfsabscheider aus zueinander parallelen, geneigten flachen Platten herzustellen. Der Vorteil derselben liegt darin, dass die totale Oberfläche der Platten im Verhältnis zum Querschnitt und damit zur Möglichkeit des Wachstums klein ist. Jedoch besteht ein Nachteil darin, dass die Wachstumsmöglichkeit der abgeschiedenen Teilchen kleiner ist. Der wesentlichste Nachteil liegt jedoch darin, dass solche Plattenkonstruktionen eine sehr geringe Steifheit besitzen, so

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dass das umhüllende Gehäuse dementsprechend verstärkt werden muss; ausserdem müssen Mittel vorgesehen werden, um die Platten im genannten gegenseitigen Abstand zu halten. Die mangelnde Steifheit dieser Platten macht eine Reinigung schwierig, da dann kräftige Wasserstrahlen nicht verwendet werden können. Ein anderer Nachteil in bezug auf bisherige Abscheider liegt darin, dass die Reynoldszahl eher gross ist, so dass auch die Turbulenz in der Flüssigkeit grosser ist, was einen Nachteil bedeutet, da Turbulenzen die Abscheidung verhindern können.

Die Erfindung sieht nun einen Hilfsabscheider für die oben erwähnten Zwecke vor, weicher die Vorteile, nicht aber die Nachteile der verschiedenen Bauarten aufweist.

Zu diesem Zweck ist der erfindungsgemässe Hilfsabscheider dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungen aus gegenseitig parallelen gewellten Platten von im wesentlichen gleicher Länge bestehen, wobei die Längsachsen entsprechender Erhebungen und Vertiefungen dieser Platten in im wesentlichen parallelen Ebenen liegen.

Solche Wellplatten weisen eine sehr gute Steifheit auf. Die Wellungen führen ausserdem zu einer Ansammlung von abgeschiedenen Teilchen und zu einer entsprechenden Förderung des Teilchenwachstums wie in den Abscheidern mit den V-förmigen Begrenzungswänden, ohne dass jedoch scharfe Ecken zu Verstopfung führen. Die Abmessungen der Oberfläche, auf welchen Ablagerungen von lebenden Organismen stattfinden können, ist kleiner als im Falle rohrförmiger Durchgänge, so dass die Wachstumsmöglichkeit solcher Organismen·dementsprechend kleiner ist, und auch die Reinigung der Platten wird einfacher, da keine oder nur geringe Ablagerung stattfindet. Solche Hilfsabscheider können daher ohne Bedenken zur Trinkwasserreinigung verwendet werden. Ausserdem ist die Reynoldszahl bei Durchgängen zwischen Wellplatten geringer als bei flachen Platten.

Zu erwähnen ist, dass Abscheidevorrichtungen mit geneigten WeIl-

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platten an und für sich bekannt sind, wobei die offenen Enden des Gehäuses in im wesentlichen vertikalen Ebenen liegen. Die Länge der Durchgänge zwischen diesen Platten ist viel grosser als bei den Abscheidern der betrachteten Art, da solche Abscheider dazu bestimmt sind, ein Absetzbecken vollständig zu ersetzen und eine vollständige Abscheidung zu bewerkstelligen. Dies kann übrigens nur dann mit einer befriedigenden Wirkung stattfinden, wenn an der Austrittsseite der abgeschiedenen Teile besondere Leitkanäle vorgesehen werden, die eine Entfernung di.eser Teile getrennt vom Flüssigkeitsstrom ermöglichen. Solche Abscheider benötigen jedoch Becken oder Behälter von besonderer Form, insbesondere mit einer grossen Tiefe, die der Länge und der Neigung der Platten angepasst ist, und sind daher gar nicht dazu geeignet, die Anpassungsmöglichkeiten vorhandener Absetzbecken zu erweitern.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Hilfsabscheiders ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Absetzbecken mit einem Hilfsabscheider zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Beckens, und

Fig. 2 einen Teilquerschnitt in grösserem Massstab längs der Linie II-II des erfindungsgemässen Hilfsabscheiders.

In Fig. 1 ist ein Absetzbecken 1 der üblichen Art schematisch im Querschnitt dargestellt. Die zu reinigende Flüssigkeit wird durch einen Einlass 2 in das Becken eingeleitet und steigt in diesem vertikal an, wobei ein Anteil der sedimentierbaren Teilchen aus der Flüssigkeit abgeschieden wird. Der Umfang der Abscheidung hängt von der Verteilung der Teilchengrössen und von der Aufwärtsgeschwindigkeit ab. Die Flüssigkeit verlässt das Becken durch einen Auslass 3.

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Im oberen Teil des: Beckens 1 ist ein Hilfsabscheider 4 in der Flüssigkeitsströmung angeordnet. Dieser Abscheider weist eine relativ grosse Anzahl paralleler Durchgänge 5 mit einer Neigung in bezug auf die Horizontalebene auf, wobei die Enden der Durchgänge in zwei Horizontalebenen liegen.

Da die Vertikalkomponente der Teilchengeschwindigkeit in diesen Durchgängen kleiner als in der Vertikalströmung ist, wird diese Komponente für einen .wesentlichen Anteil der nicht abgeschiedenen Teilchen kleiner als die Sedimentationsgeschwindigkeit sein, so dass diese Teilchen sich an den diese Durchgänge begrenzenden geneigten Wänden absetzen und entlang denselben nach unten gleiten. Durch Zusammenballen ergibt sich ein gewisses Teilchenwachstum, so dass die schliesslich in die Flüssigkeit zurückkehrenden Teilchen grosser als die in den Abscheider eingeleiteten Teilchen sind und sich daher leichter absetzen.

Erfindungsgemäss sind die Durchgänge 5 dieses Hilfsabscheiders durch gewellte Platten 6 begrenzt, welche entsprechende Erhebungen 7 und Vertiefungen 8, wie in Fig. 2 dargestellt, aufweisen. Die Vertiefungen 8 bilden dann Sammelabläufe für das Sediment, wobei jedoch keine scharfen Uebergänge vorhanden sind, die zu einer Ansammlung von Sediment führen könnten. In diesen Vertiefungen findet ein beträchtliches Teilchenwachstum wegen der grösseren Berührungsmöglichkeit mit anderen Teilchen statt, so dass die Teilchen nach dem Verlassen des Abscheiders mit Sicherheit sich im Becken 1 absetzen.

Die aus dem Sediment ausgeschiedene Flüssigkeit steigt auf und erreicht schliesslich beide Erhebungen beidseits der entsprechenden Vertiefung. Dabei ergibt sich eine ausgezeichnete Abscheidung der mit dem aufsteigenden Flüssigkeitsstrom mitgeführten Teilchen. In der bisherigen Beschreibung wurde auf ein Becken und auf einen Hilfsabscheider zur Abscheidung sedimentierbarer Teilchen hingewiesen. Es ist offensichtlich, dass eine derart aufgebaute Abscheideeinrichtung sich auch zur Abscheidung schwebender Teil-

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chen eignet, nur wird dann die Flüssigkeit im allgemeinen abwärts durch das Becken geleitet.

Die Wellplatten weisen in Längsrichtung eine grosse Steifheit auf, so dass eine geringe Anzahl von Abstandshaltern an den
Enden genügt, welche beispielsweise diese Platten an den Erhebungen und/oder Vertiefungen oder im Uebergang zwischen Erhebungen und Vertiefungen berühren können. Angesichts dieser
einfachen Stützart kann die Anzahl der Platten jeweils leicht geändert werden.

Da keine Querwände in den Durchgängen vorhanden sind, ist das Wachstum lebender Organismen wie Algen, Bakterien und dergleichen erheblich kleiner; andererseits können die steifen Wellplatten leicht mit einem kräftigen Wasserstrahl gereinigt werden, was auch dadurch erleichtert wird, dass keine scharfen Uebergänge vorhanden sind, von welchen sich Ansammlungen von abgeschiedenen Teilchen nur schwer entfernen lassen.

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Claims (2)

1. _ Q _H

   Patentansprüche

   Hilfsabscheider. zur verbesserten Abscheidung von Teilchen, die in einer im einen Absetzbecken befindlichen Flüssigkeit suspendiert sind, welches Becken zur im wesentlichen vertikalen
   Durchströmung eingerichtet ist, wobei der Hilfsabscheider aus
   einem Gehäuse mit vier geschlossenen Seiten- und zwei offenen, im wesentlichen rechteckigen Endwänden, welche im wesentlichen parallel zueinander.sind, besteht, und wobei das Gehäuse im
   Absetzbeckenderart aufgehängt ist, dass diese Endwände im
   wesentlichen horizontal verlaufen, die vertikale Flüssigkeitsströmung durch die eine Endwand hinein und durch die andere
   heraus leitbar ist und der Innenraum des Gehäuses in eine Anzahl Strömungsdurchgänge mit parallel, zueinander von einer Endwand zur andern verlaufenden Begrenzungen unterteilt ist, welche Durchgänge im Betrieb zu einer Horizontalebene geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungen (6) aus gegenseitig parallelen Platten von im wesentlichen gleicher Länge bestehen, wobei die Längsachsen entsprechender Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) dieser Platten in im wesentlichen parallelen Ebenen liegen.
2. 2. Hilfsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten wegnehmbar .und insbesondere in veränderlichem gegenseitigem Abstand voneinander innerhalb des Gehäuses angebracht sind.

   Sb/dh/18.2.1974

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