DE2711033C2

DE2711033C2 - Wasseraufbereitungsanlage

Info

Publication number: DE2711033C2
Application number: DE2711033A
Authority: DE
Inventors: Robert La Celle St. Cloud Louboutin
Original assignee: Degremont SA
Current assignee: Suez International SAS
Priority date: 1976-03-24
Filing date: 1977-03-14
Publication date: 1982-09-23
Also published as: CA1076722A; AU503637B2; IT1073482B; AR211802A1; FI66164C; BR7701701A; ES457030A1; FI66164B; AU2351077A; FR2345396A1; JPS6025165B2; SE7703208L; DE2711033A1; GB1574370A; NL7703101A; FR2345396B1; BE852754A; SE426233B; JPS52116650A; FI770882A

Description

Auch aus der DE-OS 22 15 107 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Wasser durch Dekantieren von einem Schlammbett bekannt, bei der in dem gleichen Behälter eine Ausflockung und eine Dekantierung in zwei übereinanderliegende Zonen abläuft, wobei über dem Boden des Behälters Einrichtungen zur gleichmäßigen Verteilung des zu behandelnden Wassers sowie Einrichtungen zur Sicherstellung einer laminaren Strömung der Flüssigkeit durch das Schlammbett und zur Abtrennung dar mitgenommenen Teilchen von der ι ο das Schlammbett verlassenden Flüssigkeit vorgesehen sind. Auch in diesem Fall können zur Trennung von Schlamm und behandelter Flüssigkeit parallele, zur Horizontalen geneigte Platten vorgesehen sein.

Beim Einsetzen derartigei- Platten in eine kombinierte Vorrichtung üblicher Bauart zur Steigerung der Leistung der Anlage in bezug auf die Dekantiergeschwindigkeit treten jedoch folgende Probleme auf:

— es ist sehr schwierig, auf wirtschaftlicher Weise im Innern einer kreisförmigen Vorrichtung eine Anordnung von parallelen Platten anzubringen, ohne dadurch einen Teil der Oberfläche zu »neutralisieren«. Ein nicht vernachlässigbe/er Teil der möglichen Dekantierfläche steht dann nicht mehr zur Verfugung. Man hat bereits versucht, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß man die kreisförmige Anordnung durch eine viereckige Anordnung ersetzte, in die erstere eingesetzt ist. In diesem Fall muß der dekantierte Schlamm, der sich auf dem Boden der Vorrichtung absetzt, mit einer Abkratzvorrichtung wieder in das Zentrum zurückgeführt werden, wobei die Abkratzvorrichtung vom Zentrum der Anlage aus angetrieben wird und ihr Ende somit einen Kreis beschreibt. Um in diesem Falle aber die Ablagerung von nicht abziehbarem Schlamm in den Ecken zu vermeiden, muß sich an die obere viereckige Anordnung zur Aufnahme der Platten eine untere kreisförmige Anordnung anschließen. Eine solche Lösung führt aber zu Komplikationen bei der Konstruktion und dient auc'.i nicht der Beseitigung der nachstehend beschriebenen Schwierigkeiten;

— es ist auch bekannt, daß dann, wenn eine zu einer kristallinen Ausfällung führende Reaktion in einem Milieu mit ausreichend konzentriertem Schlamm durchgeführt wird, die Ausfällung vorzugsweise in einem solchen Schlamm erfolgt, der Kristallisationskeime bildet Auf diese Weise vermeidet man die Kesselsteinablagening in den inneren Teilen der Aufbereitungsanlage. In einer Anlage mit einer so mittleren Reaktionszone nimmt die Schlammkonzentration normalerweise vom Zentrum zur Peripherie iiin ab. Wenn nun die Ausfällungsreaktion nicht am Austritt des Wassers aus der Reaktionskammer abgeschlossen ist, setzt sie sich in dem Raum unterhalb der Platten und zwischen den Platten selbst fort, und wenn die Schlammkonzentration zwischen den äußersten Platten nicht hoch genug ist, wird dadurch eine fortschreitende Kesselsteinablagerung an ihrer Oberfläche gefördert, die dann ein Hindernis für den nach unten fließenden Schlamm darstellt. Daraus ergeben sich einerseits Unterschiede hinsichtlich des Abstandes zwischen den Platten, die für die Leistungsfähigkeit der Anlage nachteilig sind, andererseits treten an e>3 der Grenze mechanische Probleme auf, weil die Platten für ein zu hohes Gewicht an Kesselstein nicht tragfähig genug »ind;

— bei einer solchen Anlage ist es ferner praktisch unmöglich, ausgehend von der mittleren Reaktionszone, die Räume zwischen den Platten gleichmäßig zu versorgen, insbesondere dann, wenn die Anlage mit zeitlich veränderlichen Durchsätzen arbeiten soll, wodurch die Leistungsfähigkeit der Dekantierzone verringert wird.

Bei einigen bekannten Anlagen hat man versucht, eine gleichmäßige Versorgung der Räume zwischen den Platten dadurch sicherzustellen, daß ein hydraulischer Druckverlust erzeugt wird, wenn das Wasser durch eine mehr oder weniger große Anzahl von die Dekantientone versorgenden öffnungen hindurchtritt. Mit einer derartigen Anordnung kann aber nur eine gute Verteilung des Wassers erzielt werden, wenn die Anlage in der Nähe des Nominaldurchsatzes betrieben wird. In der Praxis ist es aber so, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers in die Dekantierzone niedrig genug gehalten werden muß, um dort keine Turbulenzen zu erzeugen, welche die Dekantierung selbst stören könnten. Es ist daher beispielsweise nicht möglich, eine Eintrittsgeschwindigkeit von 1,4 m/s rj überschreiten, die einem Dnickverlust von 10 cm Wassersäule beim Durchtritt durch die Veneilungsöifnungen entspricht, der eine geeignete gleichmäßige Verteilung ermög'icht. Wenn nun die Anlage bei ihrem halben Nominaldurchsatz belieben werden muß, so beträgt der zur Verfügung stehende Druckabfall nur etwa 2,5 cm Wassersäule (wegen der quadratischen Proportionalität zwischen Fließgeschwindigkeit und Druckabfall), der aber nicht ausreicht, um die gewünschte gleichmäßige Verteilung sicherzustellen.

Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Wasseraufbereitungsanlage der eingangs geschilderten Art so weiterzuentwickeln, daß eine gute Anpassung an Schwankungen oder Änderungen des Wasserdurchsatzes bei gleichzeitiger Erzielung einer wirksamen Aufbereitung auch bei hohen Durchsätzen möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Wasseraufbereitungsanlage des eingangs geschilderten Aufbaus, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die außerhalb des mittleren Schachtes angeordneten Seitenkammern in ihrem unteren Bereich mit der Reaktionszone über einstellbare öffnungen in Verbindung stehen und an zwei Kanäle angeschlosser, sind, die jeweils die Dekantierzone begrenzen, woHei die Kanäle für die Zuführung der Schlamm-Wasser-Mischung in die Dekantierzone mit gleichmäßig über die Länge der Kanäle verteilten öffnungen und mit Ablenkungen versehen sind.

Die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage zeichnet sich gegenüber den bekannten Wasseraufbereitungsanlagen dadurch aus, daß bei ihrem Betrieb die obengenannten Schwierigkeiten nicht auftreten, obgleich es sich dabei ebenfalls um eine kombinierte Vorrichtung handelt, die eine Zone mit lamellenartiger Dekantierung aufweist Die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage weist eine deutlich höhere Leistungsfähigkeit auf aufgrund einer hydraulischen Verteilung des aus der R~aktionszone austretenden Wassers über die gesamte Fläche der für die Dekantierung vorgesehenen Zone, so daß eine gleichmäßige Versorgung der Räume zwischen den Platten über einen großen Schwankungsbereich des Durchsatzes des aufzubereitenden Wassers gewährleistet ist.

Mit der erfindungigsmaBen Wasseraufbereitungsanlage sind beträchtliche Einsparungen auf dem Gebiet des Ingenieurwesens und der Infrastruktur möglich, da

bei gleicher Qualität des aufbereiteten Wassers die Dekantiergeschwindigkeit in einer erfindungsgemä'ßen Anlage etwa doppelt so hoch ist wie bei einer Anlage gemäß dem Stand der Technik, während bei gleichem Volumen der Keaktionszone und einer wesentlich größeren Fläche der Dekantierzone eine Dekantiereinrichtung nach dem Stand der Technik eine Bodenfläche bzw. ein Gesamtvolumen einnimmt, die (das) doppelt so groß ist wie bei der erfindungsgemäßen Anlage. Außerdem erlaubt die erfindungsgemäße Anlage die Durchführung der Kristallisation- und/oder Ausflokkungsreaktion unter optimalen zeitlichen Bedingungen und die Reagentien können nicht nur in die Reaktionszone, sondern auch in eine andere Zone oder in einen anderen Teil der Anlage eingeführt werden.

Wie nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, gewährleistet die Anordnung der erfindungsgemäßen Anlage oder trägt zumindest dazu bei, daß die Übergabe des bereits ausgefällten Schlammes von der Dekantierzone an die Reaktionszone erfolgt, wo er den Vorgang der Ausflockung und/oder der Ausfällung von Mineralsalzen aus dem behandelten Wasser beschleunigt.

Die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage besteht aus einer kombinierten Vorrichtung mit mindestens zwei Zonen in demselben Becken, wobei die eine Zone die Reaktionszone zur Koagulation. Ausflokkung und kristallinen Ausfällung und die andere die Zone zur lamellenartigen Dekantierung ist, und bei der die beiden Zonen über die gesamte Breite eines Längsbeckens miteinander in Verbindung stehen, wobei die Reaktionszone, in die das zu behandelnde Wasser und die Behandlungsreagentien eingeführt werden, in ihrem unteren Bereich eine Grube zur Schlammkonzentration zur Aufnahme des aus der Dekantierzone austretenden Schlammes und in ihrem oberen Bereich einen mittleren Schacht aufweist, der von zwei mit dem Schacht in Verbindung stehenden seitlichen Kammern umgeben ist, daß der mittlere Schacht mit einer hydraulischen Antriebseinrichtung versehen ist, der in einer Zone heftiger Turbulenzen eine vollständige Mischung von Wasser, Reagentien und Schlamm erzeugt, die den beiden Seitenkammern und teilweise von diesen Kammern wiederum dem mittleren Schacht und teilweise an der Basis der Dekantierzone über deren gesamte Länge zugeführt wird, während der sich in der Dekantierzone absetzende konzentrierte Schlamm wieder der Verbindungsöffnung der beiden Zonen zuführbar ist, von wo ein Teil des Schlammes der von der hydraulischen Antriebseinrichtung erzeugten Turbulenzzone zuführbar ist, während der überschüssige Schlamm von der in der Reaktionszone vorgesehenen Konzentrationsgrube periodisch abziehbar ist.

Die hydraulische, z. B. schrauben- oder turbinenartige, Antriebseinrichtung hat vorzugsweise eine solche Leistung, daß der Durchsatz an aus dem mittleren Schacht austretender Wasser-Schlamm-Mischung dreibis viermal größer ist ais der Durchsatz an in die Vorrichtung eintretendem, zu behandelndem Wasser.

Die außerhalb des mittleren Schachtes der Reaktionszone mit der hydraulischen Antriebseinrichtung angeordneten Seitenkammern stehen mit der Reaktionszone einerseits normalerweise in ihrem oberen Bereich und andererseits in ihrem unteren Bereich über einstellbare Öffnungen in Verbindung, welche die Umwälzung eines Teiles der erhaltenen Wasser-Schlarnrn-Mäschung ermöglichen; diese Seitenkarnrnem stehen ebenfalls in ihrem unteren Bereich mit den an die

Dekantierzone angrenzenden Kanälen in Verbindung und münden über Öffnungen in die Dekantierzone, die gleichmäßig über die gesamte Länge der Kanäle verteilt sind und einen vorgegebenen und homogenen Durchsatz der Wasser-Schlamm-Mischung beim Eintritt in die Dekantierzone ermöglichen. Dieser Durchsatz wird mit Ablenk- oder Prallblechen eingestellt, die über den Öffnungen angeordnet sind, mit welchen die Zuführungskanäle für die Wasser-Schlamm-Mischung versehen sind.

Der untere Teil der Dekantierzone besteht vorzugsweise aus einem Boden, der in Richtung der Reaktionszone leicht geneigt ist, damit die Umwälzung des sich absetzenden konzentrierten Schlammes erfolgen kann, ohne daß es — abgesehen von besonders schwerem Schlamm, wie z. B. Kalziumcarbonatschlamm

— erforderlich ist, eine an sich bekannte Abkratzvorrichtung zu verv/enden, die im unteren Bereich der Dekantierzone vorgesehen ist.

Aufgrund ihrer speziellen Anordnung bietet die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage folgende Möglichkeit:

— die Erzielung einer Ausflockung und/oder einer Ausfällung von Salzen, z. B. von Metallsalzen, in einer sogenannten Reaktionszone, in der eine hohe Schlammkonzentration sowie eine ausreichende Bewegung aufrechterhalten werden, damit das eintretende Wasser sich gut mit dem umgewälzten Schlamm mischt;

— die Erzielung einer beschleunigten Dekantierung in einer Zone für sogenannte lamellenartige Dekantierung, in der das Wasser während der Dekantierung durch ein Schlammbett hindurchzieht;

— die A'ifrechterhaltung einer gleichmäßigen Verteilung des Wasserdurchsatzes über die gesamte Dekantierfläche selbst bei starker Schwankung des Durchsatzes von zu behandelndem Wasser;

— die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Schlammkonzentration im unteren Bereich der Dekantierzone; und

— die Rückführung des ausgefällten und konzentrierten Schlammes aus der Dekantierzone in die Reaktionszone.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf· die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage;

F i g. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anlage im Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;

F i g. 3 und 4 Querschnitte durch die erfindungsgemäße Anlage längs der Linie III-III bzw. IV-IV der F^: j. I;

F i g. 5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage mit einer gemeinsamen Reaktionszone für zwei Dekantierzonen; und

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage mit zwei Reaktionszonen für vier Dekantierzonen.

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform weist ein viereckiges oder rechteckiges Becken auf, das in zwei Zonen mit im allgemeinen unterschiedlichen Volumina aufgeteilt ist, nämlich eine Zone 1 als Reaktionszone und eine Zone 2 als Dekantierzone.

Wie aus F i g. 2 erkennbar, steht die Zone 1 in ihrem unteren Bereich mit der Zone 2 in Verbindung, und zwar über eine Öffnung oder einen Einlaß 3, der die gleiche Breite wie die Anlage aufweist. Der untere Bereich der Reaktionszone 1 ist mit einer Grube 4 zur Schlammkon-

zentra'.ion versehen, die nach außen hin an eine oder mehrere Rohrleitungen 5 angeschlossen ist. Die Rohrleitung 6 für die Zuführung von zu behandelndem Wasser in die Anlage durchsetzt die Grube 4 senkrecht, wobei ihre Mündung sich beispielsweise auf halber Tiefe der Grube befindet.

In der Dekantierzone 2 ist eine Reihe von in regelmäßigen Abständen voneinander angeordneten und beispielsweise unter einem Winkel von etwa 60° gegenüber der Horizontalen geneigten Platten 20 oberhalb von Öffnungen 16. deren Funktion im folgenden noch näher erläutert werden wird, angeordnet, die so eine lamellenartige Dekantierzone bilden.

Im oberen Bereich der Dekantierzone 2 und somit oberhalb der Platten 20 mündet eine Reihe von mit Öffnungen versehenden Rohren 21. die gleichmäßig in derselben horizontalen Ebene über die gesamte Länge der Anlage verteilt sind, in zwei Seitenrinnen 22 und 2.3.

Wie au·- Fig. 3 ersichtlich, ist eine hydraulische Antriebseinrichtung 7. beispielsweise von schraubenförmiger oder turbinenförmiger Bauart, in einer geeigneten Höhe in der Reaktionszone 1 im Innern eines Schachtes 8 angeordnet und begrenzt somit in dieser Reaktionszone 1 einen mittleren Bereich als Turbulenzzone 9, umrahmt von zwei Seitenkammern 10 und 11, die normalerweise in ihrem oberen Bereich mit der mittleren Turbulenzzone in Verbindung stehen. In ihrem unteren Bereich stehen die beiden Seitenkammern ebenfalls mit der mittleren Turbulenzzone 9 in Verbindung, und zwar über Öffnungen 12, deren freie Öffnung durch Masken oder Abdeckungen 13 einstellbar sind. LJiese beiden Kammern 10 und 11 sind in ihrem unteren Bereich an zwei Kanäle 14 und 15 angeschlossen, die jeweils die Dekantierzone 2 begrenzen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, die einen Schnitt der Wasseraufbereitungsanlage in der Dekantierzone 2 längs der Linie IV-IV der Fig. 1 darstellt, stehen beide Kanäle 14 und 15 in ihrem unteren Bereich mit der Dekantierzone 2 in Verbindung, und zwar über eine Reihe von gleichmäßig über die gesamte Länge des Kanales verteilten und in den unteren Bereich der Dekantierzone 2 mündenden Öffnungen 16. Jede dieser Öffnungen 16 ist in ih.em oberen Bereich mit einem Ablenk- oder Prallblech 17 versehen.

Der Raum 18 zwischen den Öffnungen 16 und dem Boden der Anlage bildet eine Zone zur Schlammkonzentration, die gegebenenfalls mit einer üblichen Abstreich- oder Abkratzvorrichtung 19, z. B. einer Ausführungsform mit Kette, versehen sein kann. Dieser Boden weist im allgemeinen eine leichte Schräge gegenüber der Reaktionszone 1 auf.

Die oben beschriebene Anlage arbeitet folgendermaßen:

Das zu behandelnde Wasser wird der Reaktionszone 1 durch die Rohrleitung 6 zugeführt Es erhält in vorgegebenem Maße entweder vor seinem Eintritt in die Reaktionszone 1 oder im Inneren dieser Zone selbst an Punkten, die in geeigneter Weise eine wirksame Mischung gewährleisten, die zur Reaktion erforderlichen chemischen Substanzen als Zusätze. Bei seiner Aufwärtsbewegung in der Reaktionszone 1 durchläuft das Wasser eine von der Antriebseinrichtung 7 erzeugte Turbulenzzone 9 und wird auf diese Weise innig mit den Reagentien und dem Schlamm aus der Dekantierzone 2 vermischt Tatsächlich ist es so, daß der Durchsatz der Antriebseinrichtung 7 größer ist als der Durchsatz de's die Anlage versorgenden Wasserstromes, so daß der aus dem mittleren Schacht 8 der Reaktionszone 1

austretende Durchsatz der Mischung aus Wasser und Schlamm beispielsweise viermal so groß wie der Durchsat/, an zu behandelndem Wasser sein kann. Die aus dem oberen Bereich des Schachtes 8 austretende Mischung dringt dann in die beiden Seitenkammern 10 und 11 ein, während ein Teil durch die Öffnungen 12 in die mittlere Turbulenzzone 9 zurückkehrt, wobei die auf diese Weise geschaffene Umwälzung zu einer starken Turbulenz führt, die einerseits die Mischung von Wasser, Reagentien und Schlamm begünstigt und andererseits einem direkten Durchlauf des aus der Rohrleitung 6 austretenden Wassers in den Schacht 8 entgegenwirkt.

Die Regulierung des Ausmaßes der inneren Umwälzung erfolgt dadurch, daß die Öffnungen 12 mehr oder weniger durch die Abdeckungen 13 verschlossen werden.

Ein anderer Teil der Wasser-Schlamm-Mischung wird entsprechend dem Durchsatz an zu behandelndem Wasser zusammen mit einem Teil des gesamten umgewälzten Durchsatzes durch die mit Öffnungen 16 versehenen Kanäle 14 und 15 an der Basis der Dekantierzone 2 zugeführt.

Die Antriebseinrichtung 7 wird vorzugsweise durch ein stufenlos regelbares Getriebe angetrieben und in Umlauf versetzt. Der Gesamtwert des Durchsatzes bei der Umwälzung kann auf diese Weise auf einen geeigneten Wert eingestellt werden, indem man auf die Umlaufgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung 7 einwirkt, während die Regulierung des Wertes der beiden Anteile dieses Durchsatzes durch die jeweiligen Stellungen der Abdeckungen 13 erfolgt.

Die Mischung aus Wasser und Schlamm dringt in die Dekantierzone 2 über ihre gesamte Länge durch die Öffnungen 16 ein, wobei die ihnen zugeordneten Prallbleche 17 ihre Verteilung über die gesamte Breite des Beckens ermöglichen.

In dieser Zone fließt ein ebenso großer Durchsatz wie der zu behandelnde Durchsatz von unten nach oben zwischen den Platten 20 hindurch und wird im oberen Bereich des Beckens von gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilten und mit Öffnungen versehenen Rohren 21 aufgenommen, welche in die seitlichen Rinnen 22 und 23 münden. Gemäß dem bekannten Prinzip der lamellenartiger« Dekantierung tritt eine Phasentrennung zwischen den Platten 20 auf, wobei der Schlamm einen nach unten zum Boden des Beckens hin gerichteten Weg nimmt, während das geklärte Wasser im oberen Bereich aus den Platten austritt.

Der dekantierte Schlamm wird über den Umwälzungsdurchsatz in die Reaktionszone 1 zurückgeführt, in der eir Teil wieder in Suspension gebracht wird, und zwar unter der Wirkung der durch die Antriebseinrichtung erzeugten Turbulenz, um auf diese Weise ihre Konzentration auf einem zur Beschleunigung der Reaktion geeigneten Wert zu halten, während der überschüssige Schlamm sich sammelt und in der Grube 4 konzentriert, von wo er über die Rohrleitungen 5 periodisch nach außen abgezogen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung einer Ausführungsform der Wasseraufbereitungsanlage der Erfindung und der Erläuterung ihrer Wirkungsweise ergibt sich, daß es durch ihre Verwendung möglich ist in hohem Maße die erforderlichen Volumina zur Behandlung von Wässern durch Ausflockung und/oder durch kristalline Ausfällung zu verringern.

Tatsächlich ist es zum Beispiel bei der Behandlung durch kristalline Ausfällung so, daß die Aufrechterhai-

tung einer hohen Schlammkonzentration in der Größenordnung von 10 bis 20 g/l in einer turbulenten Reaktionszone zur Vermeidung jeglichen Kurzkreislaufes des Durchsatzes an zu behandelndem Wasser es ermög'icht, seine Aufenthaltsdauer in dieser Zone auf 2 > bis 3 Minuten zu reduzieren. Ferner kann man durch die Versorgung der Dekantierzone mit einem Wasser mit hoher Schlammkonzentration, im wesentlichen gleich derjenigen de·· Reaktionszone, jegliche Gefahr der Kesselsteinablagerung vermeiden, sogar dann, wenn die in Ausfällungsreaktion in der Reaktionszone nicht beendet ist. Aufgrunddessen läßt sich eine gleichmäßige Verteilung des Wassers in der Dekantierzone durch die öffnungen gewährleisten, deren einheitlicher Durchsatz bei der gleichen Charge nicht der Gefahr ausgesetzt ist, ι > daß er infolge der Kesselsteinablagerung modifiziert wird.

Aus dem gleichen Grunde und bei der gleichen Art von Behandlung bzw. Aufbereitung ist es möglich, eine beschleunigte lamellenartige Dekantierung zu gewähr- :<> leisten, und zwar durch die Abwesenheit von Kesselsteinablagerungen auf den Platten, welche den einwandfreien Betrieb der Anlage sonst beeinträchtigen. Unter diesen Bedingungen ist die mögliche Dekantiergeschwindigkeit um einen Faktor 3 oder 4 höher als die >i Geschwindigkeit, die bei einer Anlage nach dem Stand der Technik zulässig ist.

Wie bereits erwähnt, kann man aufgrund der Anordnung der Versorgung der Dekantierzone des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfin- jo dung eine gute Verteilung über die gesamte Dekantierfläche auch bei starken Schwankungen des Nominaldurchsatzes der Anlage gewährleisten. So kann man beispielsweise die Antriebseinrichtung 7 so einstellen, daß der hindurchgehende Durchsatz viermal so groß y> wie der Nominaldurchsatz der Anlage ist, während die Abdeckungen 13 so einstellbar sind, daß der innere Umwälzungsdurchsatz ebenso groß ist wie der der Dekantierzone zugeführte Durchsatz. Arbeitet die Anlage bei ihrem Nominaldurchsatz, so ist letzterer w doppelt so groß wie der Nominaldurchsatz. Wird die Anlage mit halbem Nominaldurchsatz versorgt, so ist der in die Dekantierzone hinübergehende Durchsatz immer noch eineinhalbmal so groß wie der Wert des Nominaldurchsatzes.

Wenn daher, wie in obigem Beispiel, die Eintrittsöffnungen in die Dekantierzone für die Erzeugung eines Druckabfalles von 10 cm Wassersäule bei Nominaldurchsatz berechnet sind, so liegt dieser Druckabfall immer noch bei 5,6 cm Wassersäule, wenn die Anlage mit halbem Durchsatz arbeitet, d. h. ist mehr als doppelt so hoch wie det Druckabfall, den man sonst unter den gleichen Bedingungen in den bekannten Vorrichtungen erhält (2,5 cm), ü.nd er bleibt in diesem Falle ausreichend groß, um eine gute Verteilung in einer Anlage zu gewährleisten, deren Dekantierzone 20 m Ausflußlänge erreichen kann. Außerdem wird der Wert der Geschwindigkeit des Wassers in den Verteilungskanälen bei Betrieb mit halben Durchsatz nicht halbiert, wie es bei den bekannten Vorrichtungen der Fall ist, sondern lediglich um 33% reduziert, was die Gefahr der Verstopfung dieser Kanäle durch Bildung von Schlammablagerungen begrenzt.

Ferner sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel sich gegenüber bekannten Vorrichtungen besser für eine Modulbauweise eignet, was ihre Konstruktion erleichtert und in beträchtlichem Maße die Probleme vereinfacht, die eine Vergrößerung der zu verarbeitenden Menge mit sich bringen.

So zeigt beispielsweise Fig. 5 eine weitere Ausführungsform mit einer gemeinsamen Reakuonszone 1 für zwei Dekantierzonen 2. Bei einer vorgesehenen späteren Verdoppelung des Durchsatzes kann somit eine einzelne Dekantierzone im ersten Abschnitt gebaut werden; die Herstellung einer zweiten Dekantierzone ermöglicht es im zweiten Abschnitt dann, den Erfordernissen eines doppelten Durchsatzes gegenüber dem Anfangswert Genüge zu tun.

Die Anlage mit zwei Reaktionszonen 1 und vier Dekantierzonen 2, wie sie in F i g. 6 dargestellt ist, kann einen vierfachen Durchsatz gegenüber dem einer Elementarzelle aufnehmen.

Die Erfindung wird durch das folgende Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Beispiel

Es wurden Vergleichsversuche bei der Durchführung der Kohlenstoffentziehung mit Kalk bei Oberflächenwässern durchgeführt, und zwar mit einer erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage einerseits und einer bekannten Anlage mit Schlammumwälzung andererseits. Das zu behandelnde Wasser wies hinsichtlich der Härte einen Gehalt an Kalzium- und Magnesiumbicarbonaten von 16,8°d auf und enthielt 50 mg/1 Material in Suspension. Der Wasserdurchsatz in beiden Anlagen betrug 2600 mVStunde. Die beiden Anlagen hatten folgende Abmessungen:

Boden

Höhe

Gesamtvolumen

Volumen der Reaktionszeit

Flächen der Dekantierzone

erfindungsgemäße Anlage	Anlage gemäß Stand
mit den Abmessungen	der Technik mit
38.5m X5m	23.5 m Durchmesser
192.5 m2	435 ITi^
5,25 m	5m
1000 m-¹	215Om-'
130 nv	130 nv
170m2	400 m¹-

Bei der erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage betrug die Dekantiergeschwindigkeit 15,2 m/h, bei der bekannten Anlage betrug sie 6 m/h.

Das am Ausgang der beiden Anlagen erhaltene behandelte Wasser hatte die gleichen Eigenschaften.

nämlich einen TAC-Wert von 3—4° (entsprechend einem m-Wert von 15—20) und einen Gehalt an suspendierten Bestandteilen vor. 3—5 mg/L

Aus der obigen Tabeiie ergibt sich, daß bei gleicher Qualität des behandelten bzw. aufbereiteten Wassers

die Dekpritiergeschwindigkeit in einer erfindungsgemäßen Anlage doppelt so hoch ist wie bei einer Anlage nach dem Stand der Technik ist, während bei gleichem "olumen der Reaktionszone und einer wesentlichen größeren Fläche der Dekantierzone eine Dekantiereinrichtung nach dem Stand der Technik eine Bodenfläche bzw. ein Gesamtvolumen einnimmt, die (das) doppelt so groß wie die entsprechenden Werte bei der erfindungsgemäßen Anlage.

Hierzu 2 Blatt Zoicluiuimen

Claims

Patentanspruch:

Wasseraufbereitungsanlage mit mindestens zwei Zonen in demselben Becken, wobei die eine Zone die Reaktionszone zur Koagulation, Ausflockung oder kristallinen Ausfällung und die andere eine Zone zur lamellenartigen Dekantierung ist und bei der die beiden Zonen über die gesamte Breite eines Längsbeckens miteinander in Verbindung stehen, wobei die Reaktionszone, in die das zu behandelnde ι ο Wasser und die Behandlungsreagentien eingeführt werden, in einem Bereich an den aus der Dekantierzone kommenden Schlamm angeschlossen ist und in ihrem oberen Bereich einen mittleren Schacht aufweist, der von zwei mit dem Schacht in ti Verbindung stehenden Seitenkammern umgeben ist, der mittlere Schacht mit einer hydraulischen Antriebseinrichtung versehen ist, die in einer Zone heftiger Turbulenzen eine vollständige Mischung von Wasser, Reagentien und Schlamm erzeugt, die den beide« Seitenkammern und teilweise von diesen Kammern wiederum dem mittleren Schacht und teilweise an der Basis der Dekantierzone für lamellenartige Dekantierung über deren gesamte Länge zugeführt wird, während der sich in der Dekantierzone zur lamellenartigen Dekantierung absetzende konzentrierte Schlamm wieder der Verbindungsöffnung der beiden Zonen zuführbar ist, von wo ein Teil des Schlammes der von der hydraulischen Antriebseinrichtung erzeugten Turbu- jo lenzzone zuführbar ist, während der überschüssige Schlamm von einer im unteren Teil der Reaktionszone vorgesehenen Ktnzentrt.ionsgrube periodisch abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des mifiren Schachtes (8) angeordneten Seitenkammern (10, 11) in ihrem unteren Bereich mit der Reaktionszone (1) über einstellbare öffnungen (12,13) in Verbindung stehen und an zwei Kanäle (14,15) angeschlossen sind, die jeweils die Dekantierzone (2) begrenzen, wobei die Kanäle (14,15) für die Zuführung der Schlamm-Wasser-Mischung in die Dekantierzone (2) mit gleichmäßig über die Länge der Kanäle (14, 15) verteilten Öffnungen (16) und mit Ablenkungen (17) versehen sind.

Die Erfindung betrifft eine Wasseraufbereitungsanlage mit mindestens zwei Zonen in demselben Becken, wobei die eine Zone die Reaktionszone zur Koagulation, Ausflockung oder kristallinen Ausfällung und die andere eine Zone zur lamellenartigen Dekantierung ist und bei der die beiden Zonen über die gesamte Breite eines Längsbeckens miteinander in Verbindung stehen, wobei die Reaktionszone, in die das zu behandelnde Wasser und die Behandlungsreagentien eingeführt werden, in einem Bereich an den aus der Dekantierzone kommenden Schlamm angeschlossen ist und in ihrem oberen Bereich einen mittleren Schacht aufweis), der von zwei mit dem Schacht in Verbindung stehenden Seitenkammern umgeben ist, der mittlere Schacht mit einer hydraulischen Antriebseinrichtung versehen ist, die in einer Zone heftiger Turbulenzen eine vollständige Mischung von Wasser, Reagentien und Schlamm erzeugt, die den beiden Seitenkammern und teilweise von diesen Kammern wiederum dem mittleren Schacht und teilweise an der Basis der Dekantierzone für lamellenartige Dekantierung über deren gesamte Länge zugeführt wird, während der sich in der Dekantierzone zur lamellenartigen Dekantierung absetzende konzentrierte Schlamm wieder der Verbindungsöffnung der beiden Zonen zuführbar ist, von wo ein Teil des Schlammes der von der hydraulischen Antriebseinrichtung erzeugten Turbulenzzone zuführbar ist, während der überschüssige Schlamm von einer im unteren Teil der Reaktionszone vorgesehenen Konzentrationsgrube periodisch abziehbar ist Eine solche Anlage eignet sich insbesondere zur Aufbereitung von mit Mineralsalzen beladenen Abwässern, die in Form von kristallinem Schlamm mit einem Reagens ausfällbar sind, mit dem sie eine schwach lösliche Verbindung bilden, wobei als Reagens beispielsweise Kalk, Natriumhydroxid odei Baryt verwendet werden kann.

Es ist bekannt, daß die innere Umwälzung eines bereits gebildeten Schlammes bei der Behandlung von Abwässern die Vorgänge der Ausflockung und/oder der kristallinen Ausfällung stark beschleunigt und es gibt bereits eine große Anzahl von kreisförmig ausgebildeten Vorrichtungen mit zwei Zonen, bei denen in der einen mittleren Zone die Reaktion in Gegenwart des Schlammes durchgeführt wird, der entweder durch mechanische oder geeignete hydraulische Einrichtungen umgewälzt wird, während in der anderen ringförmigen Umfangszone, der sogenannten Dekantierzone, die Trennung des behandelten Wassers und des in Suspension befindlichen Schlammes erfolgt, der aus der mittleren Zone kommt Derartige Anlagen werden als kombinierte Vorrichtungen bezeichnet da ja die Reaktion und die Dekantierung im gleichen Behälter durchgeführt werden.

Es ist ferner bekannt, daß es durch Einsetzen von regelmäßig verteilten und unter einem Winkel von etwa 60° gegenüber der Horizontalen geneigten, parallelen Platten in ein Dekantierbecken möglich ist mit der Durchführung eines als lamelier.artige Dekantierung bezeichneten Vorganges eine Zuführgeschwindigkeit des zu behandelnden Wassers zu erzielen, die 2- bis 4mal höher ist als diejenige, die bei der Aufbereitung des gleichen zugeführten Wassers in einem einfachen Dekantierbecken, das nicht mit derartigen Platten ausgerüstet ist erzielbar ist.

Aus der DE-AS 15 17 551 und der DE-OS 18 14 631 (Zusatz zu DE-AS 15 17 551) ist beispielsweise eine Wasseraufbereitungs- oder Abwasserbehandlungsanlage mit einer in der Mitte angeordneten Mischzone, in der eine von unten nach oben arbeitende Förderschnekke in einen zylindrischen Gehäuse, das gleichzeitig als Einlaufturm für die Anlage dient, angeordnet ist, einer Konzentrisch dazu angeordneten Reaktions- bzw. Ausflockungszone, die von oben nach unten durchströmt wird, und einer diese umgebenden Sedimentationszone sowie einer von unten erfolgenden Schlammrückführung in die Mischzone bekannt, bei der in unmittelbarer Nachbarschaft zur Förderschnecke und/ oder unterhalb dieser feststehende Leitwände vorgesehen sind, die eine lotrechte und/oder radiale Erstrekkung aufweisen und wobei die Mischzone und die Reaktionszone außerdem in einem Längsbecken angeordnet sein können. Nach einem Vorschlag in der DE-OS 25 12 107 kann ferner zur Langsamentkarbonisierung von Wasser in einer derartigen Anlage vor Zugabe des Ausflockungsmittel ein fein verteiltes kristallines Material, beispielsweise CaCO₃, zugesetzt werden.