DE2551030C3

DE2551030C3 - Abwasserreinigungsvorrichtung mit einer um eine liegende Welle rotierenden Vorrichtung mit Magneten

Info

Publication number: DE2551030C3
Application number: DE2551030A
Authority: DE
Inventors: Syojiro Osaka Iwai; Hisao Tokio Matubayasi; Mitugi Osaka Miura
Original assignee: Miura Engineering International Co Ltd
Current assignee: Miura Engineering International Co Ltd
Priority date: 1974-11-15
Filing date: 1975-11-13
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2551030B2; US4039447A; DE2551030A1; GB1533876A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abwasserreinigungsvorrichtung mit einer um eine liegende Welle ^r>5 rotierenden Vorrichtung mit Magneten nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Aus der Zeitschrift »Engineering News-Record«, 15. November 1973, Seite 23 ist es bereits bekannt, stark verunreinigtes Flußwasser dadurch zu reinigen, daß t><> feine ferromagnetische Eisenteilchen in Form von Stäuben bzw. Spänen zusammen mit chemischen Coagulierungsmitteln indem zu reinigenden Flußwasser verteilt werden, um mit den im Flußwasser suspendierten feinen Teilchen ferromagnetisch wirkende Ausflok- μ kungen zu bilden, die dann mit Hilfe eines elektromagnetischen Feldes hoher Intensität aus dem Flußwasser entfernt werden. Um die erforderlichen Abscheideflächen zur Verfügung zu stellen, sind hier sehr große Anlagcnvolumina erforderlich. Nachteilig ist es außerdem, daß die Elektromagneten bei einer bestimmten Beladung mit ferromagnetischeii Verunreinigungen immer wieder abgeschaltet werden müssen, um die Verunreinigungen zu entfernen, so daß bei dieser diskontinuierlichen Arbeitsweise die Effektivität der Anlage sehr gering ist.

Aus der DE-OS 22 33 419 ist eine Abwasserreinigungsvorrichtung bekannt, bei der ferromagnetische Verunreinigungen enthaltende Abwässer nach Entfernung des größten Teils ihrer meist groben Verunreinigungen durch Umlenkung in einen Absetzzyklon zur weitgehenden Abscheidung der restlichen ferromagnetischen Verunreinigungen über Abscheidemagnete geleitet werden, die am oberen, als Überlauf ausgebildeten Rand des Absetzzyklons angeordnet sind. Die an den Abscheidemugneten sich ansammelnden ferromagnetischen Verunreinigungen werden in bestimmten Intervallen von einem umlaufenden Schaber abgestreift. Der Nachteil dieser Vorrichtung liegt vor allem darin, daß nur eine begrenzte Anzahl von Magneten am oberen Rand des Zyklons unterzubringen ist, so daß nur eine relativ geringe Abscheidefläche für die ferromagnetischen Verunreinigungen zur Verfügung steht. Ein weiterer Nachteil besieht darin, daß diese bekannte Abwasserreinigungsvorrichtung nur diskontinuierlich betrieben werden kann, da nach bestimmten Zeitintervallen d;r Abscheidevorgang unterbrochen und die auf den Magneten angesammelten ferromagnetischen Verunreinigungen durch den Schaber abgestreift werden müssen. Diese diskontinuierliche Arbeitsweise führt zu einem schlechten Abscheidewirkungsgrad der Vorrichtung.

Aus der US-PS 34 41502 ist eine Abwasserreinigungsvorrichtung mit einer um eine liegende Welle rotierenden und teilweise in das Abwasser eintauchenden Trommel, die auf ihrer Oberfläche mit Magneten bestückt ist, bekannt. An diesen Magneten werden während des Eintauchens der Trommeloberfläche in das Abwasser die aus dem Abwasser abzuscheidenden ferromagnetischen Schwebstoffteilchen angelagert; während des Durchlaufens einer Überwasserzone werden dann diese Anlagerungen von einem über die Breite der Trommel ansetzenden Abstreifer kontinuierlich abgenommen. Bei dieser bekannten Abwasserreinigungsvorrichtung reicht jedoch die zur Verfügung stehende Magnetfläche nicht aus, um die ferromagnetischen Teilchen aus dem Abwasser schnell und vollständig abzuscheiden.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine kontinuierlich arbeitende Abwasserreinigungsvorrichtung mit vergrößerter Abscheidefläche zu schaffen, die bei möglichst kleinem Anlagevolumen eine hohe Abscheidungsrate von ferromagnetischen Verunreinigungen bzw. von mit ferromagnetischen Pulvern erzeugten Schwebstoffausflockungen aus dem Abwasser erreicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,

Durch die Anordnung der Abscheidemagnete auf den beiden Seitenflächen von Scheiben, die in beliebiger Vielzahl auf der liegenden Welle vorgesehen sein (innen, lassen sich bei kleinstem Anlagevolumcn überaus große Abscheideflächen erzielen. Eine solche Vorrichtung mit großen Abscheideflächen ist z. B. bei

einem Abwasserreinigungsverfahren notwendig, bei dem durch Einbringen von ferromagnetischen Pulvern und entsprechenden Coagulierungsmitteln in das Abwasser mit den im Abwasser suspend'erien leinen Teilchen Ausflockungen gebildet werden, die aufgrund ihrer ferromagnetischen Eigenschaften auf einfache Weise an den Magnetplatten angelagert und damit aus dem Abwasser entfernt werden können. Da bei diesem Verfahren das ferromagnetische Pulver nur als Hilfsstoff eingesetzt wird, wird auf dessen vollständige ι Rückgewinnung besonderer Wert gelegt. Eine vollständige Rückgewinnung aber läßt sich hier nur bei einem reichlichen Angebot an magnetischer Abscheidefläche verwirklichen.

Um die Abgabe der ferromagnetischen Anlagerungen ι von den Scheiben zu erleichtern, sind auf den Seitenflächen dieser Scheiben magnetische und nichtmagnetische Bereiche in alternierender Anordnung und vorzugsweise strahlensektorförmig vorgesehen. Solche Scheiben können z. B. so hergestellt sein, daß sie; entweder aus einem nicht-magnetischen Material bestehen, auf dem Magnetplatten vorzugsweise strahlensektorförmig angeordnet sind, oder daß sie aus Magnetscheiben bestehen, auf denen nicht-magnetische Scheiben vorzugsweise strahlensektorförmig angeord- j net sind. Falls nämlich diese abwechselnd magnetischen und nicht-magnetischen Bereiche auf den Scheiben nicht vorgesehen wären, d. h. falls die Scheiben durchgehend aus einem magnetischen Material bzw. über ihren gesamten Umfang mit Magnetplatten bestückt wären, könnten die ferromagnetischen Anlagerungen zwar durch den Abstreifer abgestreift werden, würden sich aber nicht von der Scheibe lösen, weil sie immer noch mit der eine magnetische Anziehungskraft ausübenden Scheibe in Berührung stehen. Bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausgestaltung dagegen gelangen die mittels des Abstreifers von der Scheibe abgenommenen ferromagnetischen Anlagerungen immer wieder in einen einem magnetischen Bereich nachfolgenden nicht-magnetischen Be- ι reich, wo sie von der Scheibe abfallen.

Mit den Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung können die im Abwasser suspendierten ferromagnetischen Schwebstoffausflockungen in wenigen Sekunden abgetrennt werden, während bei den vorstehend j genannten bekannten Vorrichtungen mit Abscheidewalzen bzw. bei den diskontinuierlich betriebenen Vorrichtungen viel längere Abscheidezeiten erforderlich sind. Aus diesem Grund sind auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die auf die Durchsatzmenge bezogenen ' Anlagekosten und der von der Vorrichtung beanspruchte Platzbedarf sehr gering. Außerdem kann in einer kombinierien Anlage mit zwei verschiedenen Trennbereichen, jedoch mit gleichartigen Scheiben auf einer einzigen Welle, im ersten Trennbereich die Abscheidung der ferromagnetischen Ausflockungen aus dem Abwasser und im zweiten Trennbereich die Rückgewinnung des ferromagnetischen Pulvers bei kleinstem Anlagevolumen ausgeführt werden.

Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Vorrichtung zum Abscheiden der coagulierten ferromagnetischen Ausflockungen; _:

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine in der Vorrichtung nach der F i g. 1 benutzte magnetische Scheibe;

F ie. 3 eine Seitenansicht einer Scheibe aus einem nicht-magnetischen Material, :n die magnetische Platten eingelegt sind;

Fig.4 eine Seitenansicht einer Scheibe aus einem magnetischen Material, in die nicht-magnetische Platten eingelegt sind;

F '. g. 5 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung einer Scheibe nach F i g. 3;

F i g. 6 eine ausschniltsweise vergrößerte Darstellung einer Scheibe mit einer Anordnung von magnetischen Platten, die aus kleinen magnetischen Blöcken bestehen;

F i g. 7 ebenfalls eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung einer Scheibe mit einer abgeänderten Anordnung von magnetischen Blöcken;

Fig.8 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß F i g. 1 mit zum Teil weggeschnittenen Teilen;

Fig.9 eine Draufsicht auf eine aus zwei Kammern bestehende Abwasserreinigungsvorrichtung.

In Fig. 1 sind in einem Tank 12 auf einer Welle 13 rotierende Scheiben 14 vorgesehen, auf deren beiden Seitenflächen im Bereich der Peripherie abwechselnd magnetische Platten 15 und nicht-magnetische Bereiche 16 angeordnet sind (vgl. F i g. 3). Jede rotierende Scheibe 14 ist nur mit ihrem unteren Bereich in die im Tank 12 enthaltene Flüssigkeit eingetaucht, während sie mit ihrem oberen Bereich aus der Flüssigkeit herausragt.

Mit dem Bezugszeichen 17 ist ein aus einer Platte bestehender Abstreifer dargestellt, der eine der Anzahl der Scheiben 14 entsprechende Anzahl von Aussparungen zum Abstreifen der ferromagneiischen Anlagerungen von den magnetischen Platten aufweist, wenn diese magnetischen Platten während der Rotation der Scheibe durch diese Aussparungen hindurchbewegt werden, während mit dem Bezugszeichen 18 eine Gleitplatte dargestellt ist, von der aus die abgestreiften Anlagerungen in den Sammelbehälter hinuntergleiien.

Beim Betrieb der Vorrichtung werden die im Abscheidetank 12 befindlichen Ausflockungen aus dem ferromagnetischen Pulver, z. B. FejO.t, und den suspendierten feinen Teilchen, solange sie sich in wäßriger Phase befinden, von den magnetischen Platten angezogen und auf diesen Platten durch die Drehbewegung der rotierenden Scheiben 14 in den Überwasserbereich gehoben, wo sie dann durch den Abstreifer 17 von den Scheiben 14 abgenommen werden. Das nach dem Entfernen der Ausflockungen nunmehr gereinigte Abwasser wird abgelassen. Der Rückgewinnungswirkungsgrad für die suspendierten Feststoffteilchen beträgt dabei mehr als 99% und das auf diese Weise gereinigte Wasser ist so rein, daß sein Gehalt an Verunreinigungen weniger als einige ppm beträgt.

Die F i g. 3 bis 7 zeigen verschiedene Ausbildungsformen von Scheiben, so sind z. B. in Fig. 3 permanentmagnetische Platten 15 in Abständen auf der Peripherie einer nicht-magnetischen Scheibe 14, etwa einer Kunststoffscheibe oder Holzscheibe, angeordnet. In Fig. 4 sind dagegen nicht-magnetische Platten 22, wie z. B. Kunststoffplatten oder Holzplatten, in Abständen auf der Peripherie einer permanentmagnetischen oder einer elektromagnetischen Scheibe 21 angeordnet. Beide der in F i g. 3 und 4 gezeigten Scheiben können mit gleich gutem Wirkungsgrad zur Abscheidung von ferromagnetischen Ausflockungen angewendet werden.

F'g. 5 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus der F i g. 3 dar. Dickere Ausflockungen werden entlang der Ränder der magnetischen Platten 15, wie dies durch feine enge Linien angedeutet ist, angelagert, während dünnere Ausflockungen im Zentrum der magnetischen

Bereiche angelagert werden, wie dies dureli die entgegengeset/len breiten Linien angedeutet ist. Nach der Darstellung in I i g. 5 besteht jeder magnetische Bereich aus einer ein/igen Magnetplatte, während nach der Darstellung in I' i g. b jeder magnetische Bereich aus kleineren magnetische:! Blöcken 15.7, 15/), 15c. 15t/. 15c etc., die in Kontakt miteinander stehen und Seile an Seite zueinander liegen, hergestellt ist. so dall die Mark anziehende llächc vergrößert wird, obwohl die Gesamtfläche des magnetischen Bereichs dieselbe ist. wie bei den magnetischen Bereichen nach Γ i g. 5.

Wenn die kleineren magnetischen Blöcke 15;i bis 15c der I" ig. b mit einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind, wie dies in I·' i g. 7 dargestellt ist, ist das Volumen der ferromagnetische!! Anlagerungen noch größer als im Ausführungsbeispiel nach Γ i g. b.

l'iir kleinere Abscheidemengcn ist eine Ausführungsform in I" ig. 8 dargestellt. Um die Anlagekosten zu senken, kann auch eine kombinierte Vorrichtung mit einer Abscheidekammer für die ferromagnetische!! Ausflockungen und einer Wiederaufbereiiungskammer für die Rückgewinnung des als Anlagerungsmiitel eingesetzten ferromagnetische!! Pulvers vorgesehen sein, wie sie in I'ig. 9 gezeigt ist. Dabei ist ein Tank durch eine Trennwand 23 in eine Kammer 12;/, die eine größere Anzahl von Scheiben enthält, und in eine Kammer 126. die eine geringere Anzahl von Scheiben enthält, unterteilt. Die Scheiben in beiden Kammern werden durch eine einzige Welle 13 gleichzeitig gedreht. Die Kammer 12;i ist zur magnetischen Anlagerung und Abtrennung eines Großteils der in dem Wasser

in enthaltenen ferromagnetische!! Ausflockungen vorgesehen: das Wasser wird durch eine Leitung 24 zugeführt. Die abgekratzten Ausflockungen werden in einen I lockern ückbildungstaiik 25 eingebracht, wo die Ausflockungen beispielsweise durch Anwendung einer

!•heftigen mechanischen Bewegung oder durch eine Ultraschallvibration zerstört weiden und dann zur Abtrennung der abgebauten ferromagnetische!! Pulver von den suspendierten feststoffteilchen mittels einer Pumpe 26 über eine Leitung 27 in eine Kammer 12/)

-¹H geleilet werden, in der die ferromagnetische!! Pulver durch die Magnetscheibe!! von den übrigen Bestandteilen abgeschieden werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abwasserreinigungsvorrichtung mit einer um eine liegende Welle rotierenden Vorrichtung mit Magneten, die die mit ferroinagneiischen Pulvern erzeugten Schwebstoffausflockungen im Abwasser während ihres Eintauchens in das Abwasser anlagern und diese Anlagerungen während ihres Durchlaufens einer Überwasserzone an Abnahmeeinrichtungen abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Vorrichtung aus Scheiben (14, 21) gebildet ist, auf deren beiden Seitenflächen in alternierender Anordnung magnetische und nichtmagnetische Bereiche vorgesehen sind.

2. Abwasserreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese magnetischen und nichtmagnetischen Bereiche auf der Scheibe (14, 21) strahlensektorförmig angeordnet sind.

3. Abwasserreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben

(14) aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt sind, wobei mindestens im Bereich der Peripherie dieser Scheiben (14) magnetische Platten

(15) angeordnet sind, die die strahlensektorförmigen magnetischen Bereiche auf der Scheibe bilden (z. B. Fig. 5).

4. Abwasserreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese magnetischen Platten (15) aus einer Vielzahl von strahlenförmig zueinander ausgerichteten und in radialer Richtung in Kontakt miteinander befindlichen permanentmagnetischen Blöcken (15a bis \5e) zusammengesetzt sind (F i g. 6).

5. Abwasserreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Platten (15) aus einer Vielzahl von strahlenförmig zueinander ausgerichteten und in bestimmten radialen Abständen zueinander angeordneten magnetischen Blöcken (15a bis 15e^ zusammengesetzt sind (Fi g. 7).

6. Abwasserreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (21) als magnetische Scheiben ausgebildet sind, wobei mindestens im Bereich der Peripherie dieser Scheiben (21) eine Vielzahl von nichtmagnetischen Platten (22), in vorzugsweise gleichem seitlichen Abstand zueinander, angeordnet sind (F i g. 4).