DE2603426B2 - Vorrichtung zur Abscheidung von Sinkstoffen aus Abwasser - Google Patents

Description

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Im Abwasser sind Schwimm- und Schwebestoffe sowie ein nicht unerheblicher Teil von Sinkstoffen enthalten. Diese Sinkstoffe — sie bestehen vorwiegend aus Sand und anderen Mineralien — sind normalerweise nicht umwandelbar und bilden daher innerhalb der « Kläranlagen einen unnötigen Ballast. Es ist üblich, diese Sinkstoffe in den Kläranlagen vorgeschalteten Abscheidern, sogenannten Sandfängen, abzusondern.

Derartige Sandfänge (DE-OS 14 59 512) bestehen üblicherweise aus einem aufrechten, im wesentlichen «> zylindrischen inneren Behälter, der an seinem unteren Ende mit einem topfförmigen Sinkstoff-Sammelraum verschlossen ist. Zwischen dem Abwasser-Einlauf in der Nähe der oberen Kante des inneren Behälters und diesem Sinkstoff-Sammelraum befindet sich ein Ring- b^r> spalt, der die Eingangsöffnung eines den inneren Behälter umgebenden äußeren Behälters mit zugehörigem Abwasser-Auslauf bildet. Innerhalb des Sinkstoff-Sammelraumes ist der Saugstutzen einer Pumpe angeordnet, mit deren Hilfe die Sinkstoffe aus dem Sammelraum abgepumpt werden können. Unterhalb des Saugstutzens ist ein Satz Lufidüsen mit aufwärts gerichteter Blasrichtung vorgesehen.

Das eintretende Abwasser wird zunächst in einer kreisenden, abwärts gerichteten Strömung geführt, der eine durch einen aufsteigenden Luftblasenstrom erzeugte, aufwärts gerichtete Strömung überlagert wird. Der Luftblasenstrom geht von dem Luftdüsensatz am Boden des Sinkstoff-Sammelraumes aus. Beide Strömungen zusammen bilden eine vertikale Zirkulationsströmung, in der zunächst alle in dem Wasser vorhandenen Bestandteile, nämlich die Sinkstoffe, Schwimmstoffe und Schwebestoffe, abwärts strömen, an der aufwärts gerichteten Strömung jedoch nur noch die Schwimmstoffe und die Schwebestoffe teilnehmen. Die Sinkstoffe fallen in den dafür vorgesehenen Sinkstoff-Sammelraum herab, aus dem sie periodisch in Form eines mit Sinkstoffen angereicherten Abwassers abgepumpt werden. Eine der Zuflußmenge entsprechende Abwassermenge tritt durch den Ringspalt in den äußeren Behälter ein, wodurch der Sandfang volumetrisch im Gleichgewicht gehalten wird.

Ein Nachteil eines derartigen Sandfanges besteht darin, daß dem seitlich nach außen abgeführten Abwasserstrom durch den Ringspalt hindurch beinahe ausschließlich die Schwebestoffe folgen, während ein großer Teil der Schwimmstoffe zunächst innerhalb des inneren Behälters verbleibt und sich nach und nach in einer Schicht an der Oberfläche des Abwassers ansammelt. Mit zunehmender Schichtdicke wird die Zirkulationsströmung, die unterhalb der Schwimmstoff-Schicht permanent in Umlauf gehalten wird, beeinträchtigt. Als Folge davon sinkt die Qualität der Sinkstoff-Abscheidung, so daß trotz eines Sandfanges wiederum Sand in die Kläranlagen gerät.

Hinzu kommt, daß die Reinheit der aus der Zirkulationsströmung abgeschiedenen Sinkstoffe nicht besonders groß ist, weil während des Abpumpens auch Schwebe- und Schwimmstoffe zur Sinkstofflagerstelle gelangen, wo sie Fäulnis und damit eine Geruchsbelästigung hervorrufen. Das trifft besonders zu, wenn die Schwimmstoffschicht an der Oberfläche des Abwassers besonders dick ist, die dann zu einem echten Störfaktor wird. Um derartige Mängel zu vermeiden, ist es üblich, die Schwimmstoffschicht von der Abwasseroberfläche innerhalb des inneren Behälters abzupumpen bzw. abzuschöpfen. Das bedeutet jedoch, daß die Schwimmstoffe einem Abscheidevorgang unterworfen sind, der normalerweise gar nicht erwünscht ist, da diese Stoffe in dem sich anschließenden Klärprozeß des Abwassers keineswegs hinderlich sind, im Gegenteil sogar förderlich sein können. Man kann zwar die abgepumpten bzw. abgeschöpften Schwimmstoffe nach der Abscheidung der Sinkstoffe wieder dem Abwasser zugeben, es bleibt jedoch der Nachteil, daß dieser Verfahrensschritt eine umständliche, unnötige und aufwendige Maßnahme darstellt.

Allerdings kann in einigen Fällen das Abscheiden auch von Schwimmstoffen aus dem Abwasser durchaus wünschenswert sein, wenn es sich z. B. um öle oder Fette handelt. Diese nur schwer abbaubaren Bestandteile werden nach Möglichkeit aus dem Klärprozeß ferngehalten. Eine vorherige Abscheidung ist dann also in großem Maße wünschenswert. Deshalb sollte auf die Möglichkeit einer Absaugung von Schwimmstoffen von der Oberfläche des Abwassers nicht verzichtet werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Sandfang der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine kontinuierliche Abscheidung der Sinkstoffe mit einem sehr hohen Reinheitsgrad ohne Sonderbehandlung der Schwimmstoffe außerhalb und innerhalb drr Abpump-Perioden der Sinkstoffe möglich ist.

Ausgehend von einem Sandfang zur Abscheidung von Sinkstoffen, insbesondere von Sand, aus Abwasser, mit zwei konzentrischen, im wesentlichen zylindrischen Behältern, die an ihren unteren Enden über einen Ringspalt in dem inneren Behälter miteinander in Verbindung stehen, wobei unterhalb des Ringspaltes ein topfförmiger Sinkstoff-Sammelraum angeordnet ist, wobei der Abwasser-Einiauf tangential in den oberen Bereich des inneren Behälters mündet und der Abwasser-Auslauf tangential vom oberen Bereich des äußeren Behälters ausgeht, und wobei im Sinkstoff-Sammelraum der Saugstutzen einer Pumpe sowie unterhalb desselben ein Satz Luftdüsen angeordnet ist, kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, d^ß oberhalb des Ringspaltes an der Wand des inneren Behälters ein Satz von Luftdüsen angeordnet ist, die in den äußeren Behälter gerichtet sind.

Der aus diesen Düsen austretende Luftblasenstrom bewirkt gleichsam ein Absaugen des äußeren Mantels der Zirkulationsströmung durch den Ringspalt hindurch in den äußeren Behälter hinein. Die so entstehende, zur Seite gerichtete Strömung trägt dann nicht nur die Schwebestoffe, sondern auch den größten Teil der Schwimmstoffe in den äußeren Behälter hinein, von wo aus beide Stoffe über den Auslauf den Sandfang verlassen. Die wesentlich schwereren Sinkstoffe hingegen folgen dieser Umlenkung zur Seite nicht, sondern behalten ihre abwärts gerichtete Strömungsrichtung bei, wodurch sie in den Sinkstoff-Sammelraum gelangen. Mit der stetigen Abfuhr auch der Schwimmsioffe aus der Zirkulationsströmung kann sich an der Oberfläche des Abwassers in dem inneren Behälter keine Schwimmsloffschicht mehr bilden, so daß auch nicht die Gefahr besteht, daß die Zirkulationsströrnting durch das Anwachsen einer Schwimmstoffsehicht beeinträchtigt wird.

Auf diese Weise ist ein hoher Reinheitsgrad der Sinkstoffe stets gewährleistet, denn die herabsinkenden Sinkstoffe besitzen viel weniger die Möglichkeit, Schwebe- oder gar Schwimmstoffe mit sich zu reißen. Außerdem brauchen keine aufwendigen Vorkehrungen mehr getroffen zu werden, um die Schwimmstoffe durch den Sandfang hindurchzubekommen. Wenn andererseits, beispielsweise bei starkem ölanfall im Abwasser, die Schwimmstoffschicht an der Oberfläche des Abwassers gezielt abgepumpt werden soll, wird der in dem äußeren Behälter gerichtete Luftblasenstrom aus den Luftdüsen oberhalb des Ringspaltes unterbunden, wodurch der bekannte, eingangs beschriebene Verfahrensbetrieb zustande kommt.

Die durch den Ringspalt entweichende Abwassermenge entspricht der zulaufenden Abwassermenge. Bei sehr starkem Zulauf ist auch eine entsprechend starke Strömung in dem Ringspalt vorhanden, so daß eine Verstärkung dieser Strömung durch einen Luftblasenstrom nicht in vollem Maße notwendig ist. Zweckmäßigerweise ist daher die Luftblasenstrom-Intensität in Abhängigkeit von der zulaufenden Abwassermenge regelbar, wobei sie bei extrem hohem Zulauf auch wieder den Wert Null erreichen kann.

Die sich in dem Sinkstoff-Sammelraum ansammelnden Sinkstoffe müssen von Zeit zu Zeit entfernt werden.

Besonders bei einem geringen Anteil von Sinkstoffen im Abwasser neigen diese zwischen den Absaugintervallen dazu, sich am Boden in einer sehr dichten Packung abzusetzen. Es ist deshalb üblich, vor dem Absaugen der

■> Sinkstoffe mittels einer Pumpe einen weiteren VerfahrensSLhritt vorzunehmen, nämlich den Sinkstoffbehälter von seinem Boden her kräftig durchzublasen und so die Sinkstoffe aufzuwirbeln. Unmittelbar danach wird dann die Pumpe eingeschaltet, die dann das stark mit

IU Sinkstoffen angereicherte Abwasser aus dem Sinkstoff-Sammelraum absaugt. Die Länge des Zeitintervalls bis zu einer nächsten Absaugung wird im allgemeinen durch den Sinkstoffanfall bestimmt, sie kann aber auch fest eingestellt sein.

I¹S Bisher werden zur Erzeugung des an der Zirkulationsströmung beteiligten Luftblasenstromes die gleichen Lufkäüsen verwendet, durch die auch Preßluft zum Aufwirbeln der Sinkstoffe innerhalb des Sinkstoff-Sammelraums vor dem Abpumpen austritt. Diese beiden Betriebszustände unterscheiden sich also nur durch die größere Luftmenge und größere Austrittsgeschwindigkeit der Luft beim Aufwirbeln der Sinkstoffe. Nachteilig ist dabei, daß die am Boden des Sinkstoff-Sammelraumes angeordneten Düsen während des Abpumpens

i~> keinen Luftblasenstrom liefern dürfen, da der darüber angeordnete Saugstutzen der Pumpe dann nämlich kein Abwasser-Sandgemisch, sondern nur Luft ansaugen würde. Während des Abpumpens tritt deshalb weder Luft zur Erzeugung eines Luftblasenstromes noch

κι Preßluft zum Aufwirbeln aus den Düsen aus. Durch den unterbrochenen Luftblasenstrom gerät die Zirkulationsströmung für die Dauer des Abpumpens dahingehend aus dem Gleichgewicht, daß über dem Sinkstoff-Sammelraum vorwiegend eine insgesamt abwärts gerichtete Strömung vorhanden ist.

Diese vorwiegend abwärts gerichtete Strömung wird noch dadurch unterstützt, daß die aus dem Sinkstoff-Sarnmelraum abgesaugte Wassermenge das darüber befindliche Abwasser nach unten, also abwärts zieht, so daß kurz nach Beginn des Abpumpens eine Front von Schwimmstoffen, Schwebestoffen und Sinkstoffen den Saugstutzen der Pumpe innerhalb des Sinkstoff-Sammelraumes erreicht. Entweder muß dann die Pumpe sofort abgeschaltet werden, oder aber Abwasser in

■fj seiner ursprünglichen Zusammensetzung gelangt in den für die Sinkstoffe bestimmten Bereich außerhalb des Sandfanges. Die kurze Zeit, die zum Abpumpen eines reinen Abwasser-Sinkstoffgemisches übrig bleibt, reicht in vielen Fällen nicht aus, um die anfallenden

■'χ) Sinkstoffmengen gänzlich abzuführen.

Es ist deshalb in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß im Sinkstoff-Sammelraum oberhalb des Saugstutzens der Pumpe ein Satz von Luftdüsen mit Blasrichtung nach oben angeordnet ist.

v> Statt dessen kann neben oder unterhalb des Saugstutzens ein Satz von Luftdüsen mit Blasrichtung nach oben angeordnet sein, wobei dann die direkte Verbindung zwischen dem Luftdüsensatz und dem Saugstutzen durch eine Trennwand unterbrochen ist. In beiden

iio Fällen kann die aus den Luftdiisen austretende Luft während des Abpumpens nicht mehr in den Saugstutzen gelangen, da sie entweder oberhalb des Saugstutzens austritt oder mit Hilfe der Trennwand (beispielsweise in Fon,; eines den Saugstutzen umgebenden, nach oben

ivi geöffneten Rohres) von dem Saugstutzen getrennt ist.

Mit der Erzeugung eines Luftblasenstromes, der die Pumpwirkung nicht beeinflußt, wird einmal die Zirkulationsströmung während des Abpumpens aufrechterhal-

ten, zum anderen wird dem Absinken des in dem inneren Behälter befindlichen Abwassers durch Entnahme von Abwasser aus dem Sinkstoff-Sammelraum während des Abpumpens entgegengewirkt Auf diese Weise kann die Dauer des Abpumpens wesentlich länger gewählt werden, ja es kann sogar mit dieser Maßnahme erstmals ein permanentes Abpumpen eines Sinkstoff-Abwassergemisches vorgenommen werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß außer den Sinkstoffen andere Stoffe mit abgesaugt werden. Eine Aufwirbelung der Sinkstoffe innerhalb des Sinkstoff-Sammelraumes ist bei dieser Betriebsweise dann nicht mehr notwendig; es ist jedoch zweckmäßig, auch weiterhin Düsen — ggfs. zu beiden Seiten der Trennwand — zum Aufwirbeln vorzusehen, da bei einem sehr geringen Sinkstoffanteil innerhalb des Abwassers ein periodisches Absaugen sinnvoll sein kann, bei dem die Aufwirbelung dringend notwendig ist.

Besonders bei starkem Sinkstoffanteil bietet das permanente Absaugen eines Sinkstoff-Abwassergemisches die Möglichkeit, einen kontinuierlichen zweistufigen Betrieb zu verwirklichen. Dabei wird die erste Stufe in der oben beschriebenen Weise mit permanenter Absaugung des Sinkstoff-Abwassergemisches betrieben, während die zweite Stufe das bereits stark mit Sinkstoffen angereicherte abgesaugte Abwasser-Sinkstoffgemisch zugeführt bekommt. Die Ausführung der zweiten Stufe hinsichtlich des Anlagentyps ist dabei völlig unabhängig von der Gestaltung der ersten Stufe, und sie kann also sowohl beispielsweise aus Absetzbekken bestehen, oder aber aus einem zweiten Sandfang, der erfindungsgemäß gestaltet ist. Es kommt lediglich darauf an, das in die zweite Stufe gelangende Gemisch aus den restlichen Schwimmstoffen und dem Abwasser in den Klärbereich zu leiten, während die Sinkstoffe einer Sammelstelle zugeführt werden.

Setzt man einmal eine zweistufige Anlage voraus, die sich für beide Stufen des erfindungsgemäßen .Sandfanges bedienen, so vermag ein zweistufiger Verfahrensbetrieb Sinkstoffe aus einer größeren Abwassermenge pro Zeiteinheit abzusondern, als dies mit einer parallelen Einspeisung von unbehandeltem Abwasser in beide Sandfänge möglich ist. Der Grund dafür liegt unter anderem darin, daß beide Stufen mit einem schlechteren Wirkungsgrad arbeiten können. Die Kapazität, also die Durchlaßmenge pro Zeiteinheit, eines Sandfanges läßt sich nämlich mit sinkendem Wirkungsgrad überproportional steigern. Wenn also beide Stufen mit einem schlechteren Wirkungsgrad arbeiten können, als dies bei nur einer Stufe geboten ist. ist ihre Kapazität zusammengenommen größer als in einem parallelen, einstufigen Betrieb.

Der schlechtere Wirkungsgrad kann bei zweistufigem Betrieb deshalb gefahren werden, weil in der ersten Stufe durchaus ein geringer Anteil an Schwimm- und Schwebestoffen mit den Sinkstoffen abgesaugt werden darf, die zweite Stufe jedoch unter außerordentlich günstigen Abwasserbedingungen arbeitet; gemessen an dem Sinkstoffanteil ist dort nämlich der Schwimm- und .Schwebestoffanteil außerordentlich gering. Die aus der zweiten Stufe abgeführten Sinkstoffc weisen dann einen außerordentlich hohen Reinheitsgrad auf, ohne daß eine jeweils besonders sorgfältige Abscheidung in jeder Stufe stattgefunden hat.

Unabhängig davon, ob der erfindungsgemäße Sandfang einstufig oder zweistufig betrieben wird, ist ,inschließend noch die Aufteilung in die Bestandteile Abwasser und Sinkstoffe erforderlich. Das geschieht am zweckmäßigsten in einem zylindrischen, vertikal angeordneten Sedimentierungsgcfäß, das unten mit eine verschließbaren Absetzwannc verschlossen ist und ii der Nähe seines oberen Randes einen tangentialei Einlauf, der an den Druckstutzen der Sandfang-Pumpi angeschlossen ist, aufweist. Zwischen der Absetzwann und dem Einlauf sind in der Zylinderwand vertika übereinander verschließbare öffnungen angeordnet, di< über eine Leitung mit dem Einlauf in dem Sandfanj verbunden sind.

Während des I'umpvorganges, also während sich de Sedimentierungsbehälter füllt, sind diese öffnunger geschlossen. In zeitlichen Abständen werden dann vor oben nach unten diese öffnungen der Reihe nacl geöffnet, wodurch infolge der Sedimentierung imine nur von Sinkstoffen freies Abwasser aus dem Sedimen tierungsbehälter zurück in den Sandfang abläuft. Ist di< Absetzwanne mit Sinkstoffen gefüllt — ihr oberer Ram berührt den unteren Rand der untersten öffnung — s( wird vorzugsweise vor dem Ablassen der Sinkstoffe au der Absetzwannc durch Öffnen derselben an ihren tiefsten Punkt noch ein auf die Absetzwanne wirkende Rüttler betätigt, der noch einmal für eine Trennung voi Sinkstoffen einerseits und eventuell noch vorhandenei Schwimm- und Schwebestoffen andererseits sorgi wobei letztere sich oben auf der Sinkstoffschich ansammeln und mit dem Restwasser aus der unterstei öffnung zurück in den Sandfang fließen können.

Diese Art der abschließenden Trennung von Sinkstof fen und Abwasser stellt eine ideale Ergänzung de erfindungsgemäßen Sandfangs dar. Infolge des hohei Reinheitsgrades der im Sandfang abgeschiedenei Sinkstoffe ist auch die Reinheit der im Scdimentierungs gefäß sich absetzenden Sinkstoffe entsprechend hoch und außerdem fallen die Sinkstoffe so trocken an, dal sie bei der weiteren Zwischenlagerung oder den Abtransport einen Schüttkegel bilden und nicht meh auseinander fließen. Bislang hat man der abschließendei Trennung von Sinkstoffen und Abwasser kaum ein besondere Beachtung geschenkt. Meistens wurde mi einfachen Absetzbecken gearbeitet, die aber von Prinzip her nur wenig befriedigen. Die mit Hilfe de Sedimentierungsgefäßes erzielbaren Ergebnisse lassei sich noch nicht einmal mit großflächigen Absetzbeckei erreichen, ganz abgesehen davon, daß das Sedimentie rungsgefäß einen wesentlich geringeren Platzbedar aufweist, praktischer in der Handhabung ist um vollständig automatisiert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei spielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sine Darin bedeuten

F i g. 1 eine Seitenansicht im Schnitt eines erstei Ausführungsbeispiels eines Sandfanges mit erfindungs gemäß angeordneten Luftdüsen,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Sandfang gemäl Fig. 1,

F i g. 3 eine Seitenansicht im Schnitt eines zweite Ausführungsbeispiels eines Sandfanges,

Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt eines weitere Ausführungsbeispielcs eines Sandfanges,
' F i g. 5 eine Seitenansicht eines auf einer Bühne ar geordneten Sedimentierungsgefäßes.

In Fig. 1 ist ein Sandfang 1 in einer seitliche Schnittansicht dargestellt. Ein innerer Behälter 8 is konzentrisch von einem äußeren Behälter 2 umgeber ι die über einen horizontalen Ringspalt 4 in de Behälterwand 10 des inneren Behälters 8 miteinander ii Verbindung stehen. Unterhalb des Ringspaltcs ist ei] topfartiger SinkMoff-Sammclruum 6 angeordnet, de

den Sandfang nach unten abschließt. Der äußere Behälter 2 besitzt einen tangentialen Auslauf 12, der in der Nähe der oberen Kante angeordnet ist. Durch den äußeren Behälter 2 und durch die Wand 10 des inneren Behälters ragt ein tangential in diesen einmündender Einlauf 14 hinein, durch den das Abwasser in den Sandfang hineingelangt.

Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, ist sowohl der Auslauf 12 als auch der Einlauf 14 im gleichen Sinne tangential zu den beiden Behältern 8 und 2 angeordnet, wodurch to dem Abwasser während der Abscheidung eine leichte Drehung in Form eines Wirbels aufgezwungen wird. Mit Hilfe dieser Drehung wird eine gleichmäßige Durchflutung aller Bereiche des Sandfanges 1 mit dem Abwasser gewährleistet, so daß sich keine Totwassergebiete oder ähnliche kaum bewegte Wasserzonen bilden können.

Unabhängig von dieser Wirbelbewegung des Abwassers innerhalb des Sandfanges 1 werden noch weitere Strömungen erzeugt, die der Drehung überlagert sind und in der weiteren Betrachtung vollständig von der Drehung getrennt behandelt werden. Dies ist insofern sinnvoll, als die Drehung so gut wie keinen Einfluß auf die Abscheidung der Sinkstoffe hat, und daher ihre Berücksichtigung die Klarheit der Darstellung beeinträchtigen würde.

Während des Betriebes sind beide Behälter 8 und 2 etwa bis zur Mitte des Auslaufs 12 mit Wasser gefüllt. Das über dem Einlauf 14 in den inneren Behälter 8 eintretende Abwasser wird zunächst einer vertikal ausgerichteten Zirkulationsströmung unterworfen. Diese kommt dadurch zustande, daß etwa im Zentrum des inneren Behälters 8 in axialer Richtung ein Luftblasenstrom aufsteigt, der durch Luftdüsen 20 erzeugt wird, die auf etwa halber Höhe des Sinkstoff-Sammelraumes 6 leicht nach oben gerichtet angeordnet sind und im folgenden Behälterdüsen genannt werden. Die aus den Düsen 20 austretende Luft bildet mit dem Abwasser zusammen ein spezifisch leichtes Abwasser-Luftgemisch, das nach oben steigt und die benachbarten, nicht mit Luft angereicherten Abwasserzonen zwingt, in eine «o Abwärtsbewegung das aufsteigende Volumen des Abwasser-Luftgemisches zu ersetzen. Im Zentrum der Zirkulationsströmung herrscht deshalb eine aufwärts gerichtete Strömungsrichtung vor, während der Mantelbereich der Zirkulationsströmung abwärts gerichtet ist.

Die abwärts gerichtete Strömung innerhalb der Zirkulationsströmung ist so stark, daß sie auch Schwimmstoffe neben den Sink- und Schwebestoffen gegen deren Auftrieb mit nach unten zu reißen vermag. Beim unteren Umkehrpunkt der Zirkulationsströmung — etwas oberhalb der Düsen 20 — folgen die Schwebestoffe und die Schwimmstoffe der von da an aufwärts gerichteten Strömung, während die Sinkstoffe eine abwärts gerichtete Strömung beibehalten, wodurch sie in den unteren Teil des Sinkstoff-Sammelraumes 6 gelangen. Die Zirkulationsströmung beschreibt also einen Kreislauf, der von der Abwasseroberfläche über einen oberhalb des Sinkstoff-Sammelraumes 6 befindlichen Waschraum 22 bis hinunter zu einer Stelle oberhalb der Düsen 20 reicht. Die Bezeichnung Waschraum ist insofern gerechtfertigt, als Teile der in den Sinkstoff-Sammelraum gelangten Sinkstoffe bis in diesen Waschraum 22 emporgetragen werden, wobei sie von etwa an ihnen anhaftenden Schwebe- und Schwimmstoffen freigewaschen werden. Im Anschluß ⁶^ daran sinken sie wieder in den Sinkstoff-Sammelraum 6 zurück.

Am oberen Rand des Ringspaltcs 4 sind in den äußeren Behälter 2 weisende, gleichmäßig auf den Umfang verteilte Luftdüsen 24 angeordnet, die im folgenden auch Spaltdüsen genannt werden. Beim Austritt von Luft aus den Spaltdüsen entsteht auf dem äußeren Mantelbereich der Zirkulationsströmung ein Saugeffekt, der den größten Teil der darin befindlichen Schwebestoffe und Schwimmstoffe zur Seite fortnimmt. Die schweren Sinkstoffe vermögen dieser Strömungsumlenkung nicht zu folgen, sondern sinken der Zirkulationsströmung folgend weiter abwärts. Die mit Hilfe der Spaltdüsen abgezogenen Schwebe- und Schwimmstoffe steigen in dem äußeren Behälter 2 auf und werden aus dem Sandfang 1 durch den Auslauf 12 fortgespült.

Aus der Zirkulationsströmung verläßt auch dann eine Abwassermenge über den äußeren Behälter 2 den Sandfang 1, wenn keine Luft aus den Spaltdüsen ausströmt. Diese Strömung hat ihre Ursache in dem natürlichen Gefälle zwischen dem Einlauf 14 und dem Auslauf 12. Da sie sehr seicht ist, folgen ihr im allgemeinen nur die Schwebestoffe, so daß ein Großteil der im Abwasser enthaltenen Schwimmistoffe zunächst in der Zirkulationsströmung verbleibt. Nach einer längeren Anreicherung bildet sich dann eine Schicht von Schwebestoffen an der Oberfläche des Abwassers innerhalb des inneren Behälters 8. Eine solche Betriebsweise — also ohne Luftaustritt aus den Spaltdüsen — wird immer dann bevorzugt, wenn das Abwasser über das durchschnittliche Maß hinausgehende Mengen von ölen oder dergleichen führt. Die sich dann aus Schwimmstoffen bildende Schicht an der Oberfläche des Abwassers kann sehr leicht abgepumpt werden und damit aus dem weiteren Klärprozeß herausgehalten werden.

Bisher ist es üblich, die in dem Sinkstoff-Sammelraum 6 sich ansammelnden Sinkstoffe periodisch abzupumpen. Da sich besonders bei geringem Sinkstoffanteil innerhalb des Abwassers, was gleichbedeutend ist mit langen Zeitperioden zwischen zwei Abpumpvorgängen, die Sinkstoffe sich in dichter Packung am Boden des Sinkstoff-Sammelraumes 6 festsetzen, ist vor dem Abpumpen ein Aufwirbeln dieser Sinkstoffe notwendig. Zu diesem Zweck wird aus weiteren Düsen, die am Boden des Sinkstoff-Sammelraumes 6 angeordnet sind — im folgenden Bodendüsen 26 genannt — Luft mit hoher Geschwindigkeit und in sehr großer Menge ausgeblasen, wodurch die abgesetzten Sinkstoffe aufgewirbelt werden.

Ein Abpumpzyklus beinhaltet zunächst das Aufwirbeln der Sinkstoffe mit Hilfe von aus den Bodendüsen 26 austretender Preßluft, woran sich unmittelbar das Abpumpen anschließt. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt das Abpumpen mit Hilfe einer sogenannten Mammutpumpe 28, deren Steigrohr 30 entlang der Mittelachse des Sandfangs 1 angeordnet ist. Zum Betrieb der Mammutpumpe 2B ist eine eigene Druckluftversorgung notwendig, deren Zuleitung 32 parallel zum Steigrohr 30 verläuft.

Das Austreten der Preßluft zum Aufwirbeln der Sinkstoffe aus den Bodendüsen 26 muß zu Beginn des Absaugens bereits unterbunden sein, da. anderenfalls die Mammutpumpe 28 nur Luft ansaugen würde und nicht ein Abwassersinkstoff-Gemisch. Die Anordnung der Luftdüsen 20 oberhalb des Saugstutzens der Mammutpumpe 28 gestattet jedoch einen fortwährender Luftaustritt aus diesen Düsen 20 auch während de: Abpumpens. Damit bleibt stets die Zirkulationsströmung voll erhalten, zum anderen bewirkt der aus der

Düsen 20 austretende Luftblasenstrom eine allgemeine Aufwärtsbewegung der Strömung an dieser Stelle, die der durch das abgesaugte Volumen hervorgerufenen, abwärts gerichteten Strömung entgegenwirkt. In dieser Weise wird ein Absinken der in der Zirkulationsströmung begriffenen Schwebe- und Schwimmstoffe während des Abpumpens weitgehend verhindert. Das bedeutet, daß die Zeitdauer des Abpumpens beliebig bis zu einem steten Abpurnpvorgang verlängert werden kann, ohne daß größere Mengen an Schwimm- und Schwebestoffen in den Saugstutzen der Mammutpumpe 28 gelangen.

In F i g. 3 ist eine abgeänderte Version der Anordnung der Behälterdüsen 20' dargestellt. Sie befinden sich am Boden des Sinkstoff-Sammelraumes 6; der ihnen entweichende Luftstrom wird jedoch an einem Eintritt in den Saugstutzen der Mammut-Pumpe 28 durch eine Trennwand 33 gehindert Diese umgibt den Saugstutzen rohrartig, wobei das so gebildete Rohr nach oben hin geöffnet ist und mit der unteren Kante auf dem Behälterboden steht. Die Bodendüsen 26 sind, wie dargestellt, vorwiegend in den Innenraum des Rohres gerichtet, sie können jedoch auch außerhalb des Rohres wirksam sein.

In Fig.4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sandfangs dargestellt. Der Einlauf 14 befindet sich hierbei auf der linken Seite, der Auslauf 12 entsprechend auf der rechten Seite. Die Drehung des innerhalb des Behälters vorhandenen Wirbels ist dadurch in der Drehrichtung gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 entgegengesetzt, was aber auf die Funktionsweise des Sandfangs keinen Einfluß hat. Abgesehen von leichten Verschiebungen der Proportionen der einzelnen Behälterteile zueinander, handelt es sich hierbei um eine beinahe identische Ausführung.

Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß statt einer Mammutpumpe 28 eine Kreiselpumpe 34 mit elektrischem Antriebsmotor außerhalb des Sandfangs vorgesehen ist Ihr Saugstutzen ist wieder zwischen den Düsen 20 und den Bodendüsen 26 angeordnet; bei diesem Ausführungsbeispiel sind letztere unmittelbar im Boden des Sinkstoff-Sammelraumes 6 angeordnet.

Das aus dem Sinkstoff-Sammelraum 6 abgesaugte Abwasser-Sinkstoffgemisch muß anschließend noch in die Bestandteile Sinkstoffe und Abwasser aufgeteilt werden. Dies geschieht am leichtesten in einem Sedimentierungsgefäß 36, das in F i g. 5 dargestellt ist. Die mit einem einwärts gerichteten Pfeil gekennzeichnete, obere Zuleitung 42 ist mit dem Druckstutzen der Kreiselpumpe 34 in F i g. 4 verbunden. Zur Förderung des Abwasser-Sinkstoffgemisches in ein höher liegendes Gefäß ist eine Kreiselpumpe besonders geeignet, weil sie hohe Druckhöhen zu überwinden und so das vorzugsweise auf einer Bühne 44 angeordnete Sedimentierungsgefäß 36 direkt zu befüllen vermag.
Das im wesentlichen zylindrische Sedimentierungsgefäß 36 weist in der Nähe seiner Oberkante einen tangentialen Einlauf 46 auf. An seiner Unterseite ist es mit einer verschließbaren Absetzwanne 40 versehen, an derem unteren Ende eine Schüttführung 48 angeordnet ist. In der Mantelfläche des Sedimentierungsgefäßes 36 sind übereinander öffnungen 38 vorgesehen, die über eine Leitung 50 mit einem Zulauf 52 in F i g. 4 in das Innere des Behälters 8 verbunden sind.

Nach dem Füllen des Sedimentierungsgefäßes 36 während einem der periodischen Abpumpvorgänge, setzen sich die Sinkstoffe nach und nach in der Absetzwanne ab, wobei zunächst die oberen Abwasserschichten innerhalb des Sedimentierungsgefäßes 36 als erste frei von Sinkstoffen sind. Nach und nach werden von oben nach unten die öffnungen 38 geöffnet, so daß nur Abwasser mit noch eventuell darin enthaltenen Schwimm- und Schwebestoffen aus dem Sedimentierungsgefäß 36 über die Leitung 50 zurück in den Sandfang 1 zurückläuft

Ist die Sinkstoffmenge in der Absetzwanne bis zum unteren Rand der untersten öffnung 38 angestiegen, so wird sie aus der Absetzwanne 40 nach unten abgelassen, wo sie, geführt durch die Schüttführung 48 in einen bereitstehenden Container 54 fällt Vor dem Entleeren der Absetzwanne 40 kann noch ein daran angebrachter Rüttler 49 betätigt werden, der den Inhalt der Absetzwanne auflockert. Dadurch erfolgt eine zusätzliche Trennung der abgeschiedenen Sinkstoffe von eventuell noch mitgerissenen Schwimm- und Schwebestoffen. Diese sammeln sich dabei an der Oberfläche der Sinkstoffe an und werden dann von dem restlichen, abfließenden Abwasser wieder dem Sandfang 1 über die Rückleitung 50 zugeführt Das Entleeren der Absetzwanne 40 kann entweder vollautomatisch in vorgegebenen Zeitabständen vorgenommen werden oder manuell dem jeweiligen Sinkstoffanteil angepaßt werden.

Abweichend von der beschriebenen Anordnung mehrerer öffnungen 38 übereinander kann auch statt dessen ein Schlitz vorgesehen sein, der beispielsweise mit einem von unten zu betätigenden Schieber von oben nach unten stufenlos geöffnet werden kann.

Abschließend sei noch bemerkt, daß die in den F i g. 1 und 4 gezeigten Pumpen die für die Erfindung zweckmäßigsten Typen darstellen, daß aber ebenso auch andere Pumpentypen, wie z. B. Tauchpumpen, eingesetzt werden können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Sandfang zur Abscheidung von Sinkstoffen, insbesondere von Sand, aus Abwasser, mit zwei konzentrischen, im wesentlichen zylindrischen Behaltern, die an ihren unteren Enden über einen Ringspalt in dem inneren Behälter miteinander in Verbindung stehen, wobei unterhalb des Ringspalts ein topfförmiger Sinkstoff-Sammelraum angeordnet ist, wobei der Abwasser-Einlauf tangential in den oberen Bereich des inneren Behälters mündet und der Abwasser-Auslauf tangential vom oberen Bereich des äußeren Behälters ausgeht, und wobei im Sinkstoff-Sammelraum der Saugstutzen einer Pumpe sowie unterhalb desselben ein Satz Luftdüsen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Ringspaltes (4) an der Wand (10) des inneren Behälters ein Satz von LufMüsen (24) angeordnet ist, die in den äußeren Behälter (2) gerichtet sind.

2. Sandfang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Sinkstoff-Sammelraum (6) oberhalb des Saugstutzens der Pumpe (28, 34) ein Satz von Luftdüsen (20) mit Blasrichtung nach oben angeordnet ist.

3. Sandfang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben oder unterhalb des Saugstutzens der Pumpe (34) ein Satz von Luftdüsen (20') mit Blasrichtung nach oben angeordnet ist, wobei die direkte Verbindung zwischen dem Luftdüsensatz und dem Saugstutzen durch eine Trennwand (33) unterbrochen ist.

4. Sandfang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpe (34) ein Sedimentierungsgefäß (36) nachgeschaltet ist, das im wesentlichen aus einem vertikalen, zylindrischen Behälter besteht, der an seinem unteren Ende in eine mit einer verschließbaren Bodenöffnung zum Ablassen der Sinkstoffe versehenen Absetzwanne (40) übergeht und dessen Mantelfläche eine oder mehrere verschließbare Öffnungen (38) besitzt, an die eine zum Sandfang-Behälter (8) führende Rückleitung (50) angeschlossen ist, wobei die Öffnungen einen größeren Höhenbereich der Mantelfläche durchbrechen und von oben nach unten zu öffnen sind.