DE2713088A1

DE2713088A1 - Anlage fuer die abwasserklaerung durch flotation aufgrund von entspannung geloester luft

Info

Publication number: DE2713088A1
Application number: DE19772713088
Authority: DE
Inventors: Milos Dr Krofta
Original assignee: Individual
Current assignee: Lenox Institute for Research Inc
Priority date: 1976-03-24
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1977-09-29
Also published as: JPS52116649A; DE2713088C2; FR2345400A1; BR7701771A; AT353195B; CA1078082A; ATA206177A; JPS5623668B2; US4022696A; YU77177A; YU40294B; IN143522B; GB1544552A; FR2345400B1; AR210393A1; ES457009A1; IT1030899B

Description

ANLAGE FÜR DIE ABWASSERKLÄRUNG DURCH FLOTATION AUFGRUND VON ENTSPANNUNG GELÖSTER LUFT

AUI^UG. AUS DER BESCHREIBUNG,

Im folgenden ist eine Anlage für Abwasserklärung beschrieben, in der das zu reinigende Abwasser die Anlage mit einem Minimum an Turbulenz durchfliesst, sodass die Flotations-Flächenbelastungsrate der Schwebestoffe dem theoretischen Optimalwert nahe kommt. Die Anlage schliesst einen Flotationsbehälter mit einmalig geringer Höhe im Vergleich zur freien Fläche ein. Abwassereinlaufrohre v/erden durch einen beidseitig aufgelagerten

; Einbauteil unterstützt, welcher sich aufgelagert

auf der Behälteraussenwand sowie einer zentralen

Lauffläche in einer dor Fliessrichtung des Wassers entgegengesetzten langsamen Umlaufbewegung befindet. Die Klarwasserabzugsrohre sind ebenfalls an dem drehbaren Einbauteil befestigt und so montiert, dass die Bewegung den Flotationsweg des Wassers verlängert für die Verbesserung des Auftriebs der Schwebeteilchen.

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GRUNDLAGEN DlCR ERFINDUNG

Die Erfindung beziehL sich auf eine Abwasser-

ί kläranlage ^^ur die Reinigung der Abläufe in Pa

pier-, Zellstoff- und ähnlichen Industrien, wobei die Entfernung der Schwebestoffe hauptsächlich nach dem Prinzip der Flotation vor

{ sich geht. Allgemein wird das Abwasser aufbereitet

_Y: mit Flockungschemikalien und mit einem Gas, wie

z.B. mit Luft, die in das Abwasser eingeführt • v/crden, vor der Klärbehandlung.

'". BESCHTiEIBUIIG DES STANDES DER TECHNIK

■· Die Methode der Abwasserklärung durch die Lösung

einer Luftmenge, mengenmässig entsprechend einigen

\ . Prozent der Gesamtdurchsatzleistung, gelöst unter

;, einem Druck von 2 bis 7 bar ist bereits bekannt.

> Durch die Druckentspannung beim Einlauf in den

I Flotationsbehälter wird die Luft in mikroskopisch

i kleinen Luftblasen frei und haftet suspendierten

Teilen an, die dadurch den Auftrieb zur Oberfläche

s erhalten. Dabei ist die Aufbereitung mit Flockimgs

< chemikalien förderlich zum Teil, um kolloidale

i Stoffe auszuflocken oder um die Bindung der Luft

j an die Partikel zu bewirken» Der Einsatz von

j Flockungschcmikalien und von gelöster Luft bewirkt

] eine schnelle Flotation und eine vollständigere

j Abscheidung der Schwebestoffe vom Abwasser.

\ Bereits bestehende Anlage für die Reinigung

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• flüssiger Abläufe ist beschrieben im US-Patent

[ ? 874 04 2, veröffentlicht am 24. 2. 1959 von

\ Herrn Milos Krofta, der auch Antragsteller für

.i dieses Patent ist. Dieses Patent beschreibt

I eine Anlage, die ohne Abschöpfvorrichtung

? arbeitet, v/obei das Abwasser mit Gas aufbe-

t reitet wird, sodass die in der Flüssigkeit

i aufsteigenden mikroskopisch kleinen Luftblasen

I beim Auftrieb suspendierten Stoffen anhaften.

s An einer schräg eingebauten Oberfläche ent-

\ lang fliessend, erfolgt dann die Trennung von

I Flüssigkeit und Feststoffen.

• Eine weitere Anlage für die Abwasserreinigung i ist beschrieben im US-Patent 3 182 799 vom

I 11. Mai 1965, ebenfalls von Milos Krofta, dem

; Antragsteller. In diesem Patent ist der Bau

j eine?.' Anlage beschrieben, die ebenfalls ohne

ι mechanische Stoffentnahme arbeitet, wobei das

• mit Luft aufbereitete Abwasser auf eine Viel- ! zahl von Flotationskammern verteilt wird, die i. übereinander angeordnet 3ind, sodass die bei

der Klärung zur Verfugung stehende Oberfläche erheblich erhöht wird.

Eine v/eitere Anlage für die Abwasserreinigung mit Nutzung mechanischer Abstreifmöglichkeiten ist beschrieben im US-Patent 3 3o7 7ol vom 7. März 1967, ebenfalls für Milos Krofta, dem Antragsteller. In diesem Patent wird ein verbesserter Schwimmschlammaustrag beschrieben, der mit einem spiralförmig gekrümmten Schöpfer in Vorwärtsbewegung die Schwimmschlammdecke abhebt. Die Anlage ist vervollständigt durch einen zylindrischen Verteiler in zentraler Position des Abwasserbehälters, ausgerüstet mit einer Anzahl Verteilerdüsen, um den Zulauf mit verminderter Strömungsgeschwindigkeit einlaufen zu lassen

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'4t-

und die Zulaufsturbulenz im Abwasser zu reduzieren.

Kino v/eiterc Anlage für die Ausscheidung von Feststoffen von Flüssigkeiten ist beschrieben im US-Patent 3 452 869 vom 1. Juli 1969 von Raymond J. O'Neil. Allerdings ist dieses Patent ausgerichtet auf die Beschreibung eines Absetz-Verfahrens eher als das eines Flotationsbehälters, der Gegenstand unseres neuen Antrags ist.

j Nachdem allerdings sowohl Räumer für die Ent-

f fernung von Schwimmdecken als auch ein beweg-

' licher Einbauteil im vorbezeichneten Patent

beschrieben sind, ist es wesentlich darauf

j hinzuweisen, um die Weiterentwicklung zu doku

mentieren, die dem jetzt vorbereiteten Antrag zugrunde liegt.

\ Die in den oben erwähnten Patenten beschriebe-

' nen Anlagen arbeiten allgemein zufriedenstellend

insofern, als die Krofta Anlagen ohne mechanische Abstreifer ein Klarwasser reinigen, wobei die Anlage gemäss Krofta-Patent 2 874 842 für eine Aufenthaltszeit von rund 2o Minuten ausgelegt ist, und der Bau die Aufstellung im Freien erlaubt. Die Anlage gemäss Krofta-Patent 3 182 799 benötigt ein Minimum an Grundfläche und ist ausgelegt für eine Aufenthaltszeit von rund 8 Minuten. Bei beiden Konstruktionen jedoch bleibt der Nachteil, dass der rückgewonnene Schlamm, um die Fliessmöglichkeiten des Schlamms zu verbessern, notwendigerweise stark verdünnt ist.

Die Anlagen gemäss Krofta-Patent 3 3o7 7ol und

O'Neil-Patent 3 452 869 benutzen beide Räumer, die

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es erlauben, dass der Schwimmschlamm in hoher Konsistenz abgezogen wird. In der Konstruktion nach dem Patent Krofta wird

'■ jedoch ein ziemlich tiefer Tank benötigt,

während sich bei der Konstruktion nach O'Neil die Klarwasserentnahme nicht bewährt hat.

'. Die Abv/asserklärung kann entweder durch

Sedimentation oder durch Flotation der

^ Schwebestoffteile erfolgen. Es ist theo-

'■ retisch erwiesen, dass die Sedimentations-

\ geschwindigkeit von Schwebestoffen bei rund

2 - 3 cm maximal pro Minute liegt. Daraus

) ergibt sich eine theoretische Belastungs-

möglichkeit von maximal 2o 1 pro Minute und

j p

] rn Sedimentationsfläche. Bei der Auslegung

t .: der Abwasserkläranlage, die nach dem Absetz-J verfahren arbeitet, wird fast generell diese

theoretische Maximalbelastung zugrunde gelegt, aber beschränkt auf die Belastung von 2o 1 /

pro Minute und m Fläche.

Theoretisch erzielt das Flotationsverfahren nach Aufbereitung des Wassers mit gelöster Luft und Flockungshilfsmitteln eine Flotationsgeschwindigkeit von rund 3o cm/Minute, was theoretisch einer Belastungsmöglichkeit von rund 3oo 1/Min/m² Fläche entspricht. Bei den handelsüblichen Anlagen, die nach diesem Prinzip arbeiten, wird jedoch die Belastungsrate allgemein angesetzt

mit rund 8o l/Min und m Flotationsfläche, d.h. mit weniger als einem Viertel der theoretisch möglichen Belastungsrate. Es ist leicht verständlich, das3 ein nach dem Flotationsprinzip arbeitendes System wegen der höheren Trenngeochwindigkeit und der deshalb wesentlich reduzierten Be-

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haiteroherflache und kleinerem -volumen bei p'l eich bleibender Abwassermenge vorteilhaft int.

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ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die hiermit veröffentlichte Erfindung hat zum Ziel, Schwierigkeiten und Nachteile früherer Konstruktionen durch eine verbesserte Anlage für die Abwasserreinigung selbst zu überwinden, wobei die Klärung und Trennung der Feststoffe unter Nutzung des Flotationsprinzips er-

J folgt.

\ Im Rahmen dieser Erfindung wird eine verbesserte

\ Anlage für die Abwasserklärung vorgestellt, wo-

\ bei die Strömungsturbulenz auf ein Minimum re-

< duziert ist, 3odass die effektiven Klärergebnisse

! im Zulauf mit einer einfachen und kompakt ge-

ί bauten Konstruktion erzielt werden. Die Aufent-

haltsze.it für die Flüssigkeiten, die gemäss der Erfindung behandelt werden, ist reduziert auf

ί 2 - '5 Minuten, die Flächenbelastungsmöglichkeit

erhöht auf 16o bis 25o 1 pro Minute und m^ Fläche, Das wird zunächst erreicht durch die Reduzierung der Behälterhöhe auf ein Drittel der normal üblichen Bauweise. Ausserdem wird die Turbulenz reduziert durch die Verbesserung der Einlaufverteilung im Flotationsbehälter sowie durch die Entnahme von geklärtem Wasser und eingedicktem Stoff.

Ein beweglicher Einbauteil trägt die Einlaufverteilung für das zuströmende Abwasser ebenso wie die Rohre für die Entnahme des geklärten V/assers. Der Einbauteil ist aufgelagert einmal auf der äusseren Behälterwand (Abschlussflange),andererseits auf den entsprechenden Konstruktionen des Zentralteils.

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i'le (iesamtan lage für die Abwasserklärung umfasst dun Klo tat ions tank, aber auch die Vorrichtungen : Iur die Zuführung des zu behandelnden Wassers.

Durch entsprechende Anlagenteile ist die Aufbe-

^!. reitung dos Wassers mit Chemikalien und Luft sichergestellt, nor sich mit dem Einlaufteil langsam vorwärtsbewegende Dpiralräumer hebt den notierenden . Schlamm vom V/asser ab zum separaten Ablauf von

j Schlamm und geklärtem Wasser. Durch die Hutzung

Ι der Bewegung des flinbauteils erhalten die Schwebe-

:' teile nine längere effektive Flotationszeit.

, iilο gemäss der Erfindung beschriebene Anlage ist

.{ darauf ausgerichtet, vorzugsweise den Plotations-

j prozess zu nutzen als das weniger wirkungsvolle

• Absetzverfahren.

■·■ Einbeschlossen in die Anlage sind unter anderen: \ Einlauf mit drehbarem Verteilerkopf, verbunden

ί mit dem horizontalen Verteilerrohr für eine maxi-

j male Zulaufmenge senkrechter Auslaufrohre mit Düsen,

die den Auslauf gegen die Trennwand richten und

somit eine vollständige Druckentspannung mit einem Minimum an Turbulenz erzielen;

Trennwände zwischen den einzelnen Auslaufdüsen entsprechend dem Durchmesser des Behälters bewirken die gleichmässige Unterteilung des Auslaufs jeder Düse;

eingebaut ist weiter ein Sinkschlammtrog für die Abscheidung von Grobverschmutzungen in erforderlichen Zeitabständen;

die Trennwand 13t ausgerüstet mit einem Schaber, der bei der Vorwärtsbewegung des Einbauteils kontinuierlich den Boden des Behälters von Ablagerungen reinigt und 3ie in diesen Sinkschlammbehälter schiebt; unter den Einlaufdüsen ist eine Bodenplatte angebracht, um den Sinkschlamm trog vor der Turbulenz des Einlaufs zu schützen;

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im zentralen Einlaufteil sind eingebaut die Mohre für die Entnahme des geklärten V/assers entweder perforiert oder mit Schlitzüffnung; eingebaut ist der Klarwasserring im Zentrum, mit Anschluss an ein separat aufgestelltes bberlauf-

■ gefass;

ferner eingebaut ist ein Sammelring für den Schwimmschlamm, der kontinuierlich in einen zentral einge-

' richteten Stoffring ausgetragen wird.

^; Nähere Einzelheiten und die Vorteile der Erfindung

werden in der folgenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei auch auf der ; Grundlage von Beispielen die Realisierungsmöglich-

' keiten der neuen Erfindung gezeigt v/erden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

; ; - Abb.l Die fragmentarische Draufsicht der Anlage,

I wie in dieser Erfindung beschrieben.

i Abb.2 Ansicht Schnitt; entsprechend der Dar-

• stellung Abb. 1.

} Abb.3 Aufriss-Ansicht des Uberlaufgefässes für

ί . die Spiegelkontrolle in der Anlage selbst.

i Abb.4 Aufriss mit Darstellung der Fliesslinien

\ des Klarwassers vor der Entnahme im Flota-

1 tionstank.

s Abb.5 Teilaufriss in kleinerem Maßstab entsprechend

*. Abb. 2, jedoch mit Darstellung der Elektroden.

' Abb.6 Draufsicht entspr. Abb. 1, mit Darstellung

der Elektroden.

Abb.7 Draufsicht entspr. Abb. 1, mit Darstellung der Prallplatte, ohne Eintragung der senkrechten Leitbleche.

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BKSCUREIBUNR DER VORGESEHENEN AUSFUHRUNG

Unter Bezugnahme auf die erwähnten Zeichnungen ist unter Abbildung 1 und 2 die Anlage Io dar- } gestellt für die Reinigung von Abwässern aus

'; der Papier- und Zellstoff- sowie ähnlich ge-

\ lagerter Industrie mit Verschmutzungen, die durch

' kombinierte Luftflotation und Sedimentation aus-

geschieden werden soll, wobei mehr als y5 % dieser

; Verschmutzungen durch die Flotation abgetrennt

\ werden.

Die Anlage (lo) schliesst einen zylindrisch ge-ϊ formten Tank (11) ein, mit einer Seitenwand (12)

• und einem, allgemein ebenen, Boden (13). Ein Ein-

jj laufrohr (14) wird senkrecht in den Mittelpunkt

' des Tanks eingeführt. Eine senkrechte Wand (13)

} ^v umschliesst ringfärmig das Einlaufrohr (14) und ( formt damit den Sammelraum (Ib) für den ausgetra

genen Schwimmschlamm. Ein Anschlusstutzen (17) ist an die Schwimmschlammrinne (16) aufgeschweisst. Ausserhalb des Schwimmschlammrings (16) ist der Anschlusstutzen (19) aufgebracht auf den Boden (13) für die Entleerung des geklärten Wassers. Für die Aufnahme des sedimentierten Schlammanteils ist eine trogförmige Vertiefung (2o) über den Radius des Beckens (12) in den Boden (13) eingelassen, mit Gefälle-Boden (21) zum Auslauf (22) hin.

Ein Schlammaustragsrohr (24) wird beidseitig gelagert über den Radius des Tanks 11 hinweg auf der oberen Kante (25) der auf der senkrechten Behälterwand (12) und ,auf der Gegenseite auf der Oberkante (26) der senkrechten Ringwand (15) auf Rollengleitlagern (27), die auf entsprechenden Trag- oder Laufflächen (27A) aufgebracht werden, die z.B. als Flanschen auf den Oberkanten der senkrechten Wände aufgeschweisst werden.

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.as'·

Der Klärapparat gemäß der Erfindung besteht also im wesentlichen aus einem stationären, flachen zylindrischen Behälter II, um dessen Zentrum ein komplexes Einbauteil drehbar ist. Nahe dem Mittelpunkt und konzentrisch zum Behälter 11 ist mittels zylindrischer Wandung 26 und Boden bzw. auf dem Behälterboden ein Schwimmschlammsammelraum IG eingebaut, von dem der Schwimmschlamm durch ein Abzugsrohr 1? abgezogen wird. Der obere Rand des Schwimmschlammraumes 16, 26 sowie der obere Rand der äußeren Behälterwand 25 sind als Laufflächen 27a ausgebildet, auf denen der komplexe Einbauteil 24 gelagert und motorisch zum Umlauf angetrieben ist. Dieses komplexe drehbare Einbauteil weist ein im wesentlichen radiales Abwasserverteilerrohr 30 auf, welches mittels einer Drehkupplung 47 mit einem im Mittelpunkt angeordneten vertikalen Einlaßrohr 14 für das Abwasser verbunden ist und im radialen Abstand eine Reihe von nach unten weisenden vertikalen Abzweigrohren 31 mit je einer Auslaufdüse 33 aufweist. Zwischen je zwei Auslaufrohren 31 ist ein vertikales, kreisbogenförmiges Leitblech 24 koaxial angeordnet, diese Leitbleche 44 stehen auf einer sektorförmigen, dicht über dem Boden des Behälters 11 sich erstreckenden Bodenplatte und sind in Drehrichtung vorne durch eine radiale, vertikale Trennwand 32 begrenzt. Des weiteren ist an oder auf dem Einbauteil, vor der vertikalen Trennwand 32 ein radiales Schwimmschlammaustragsrohr 24 vorgesehen, welches auf den genannten Laufbahnen 27a umläuft und gleichzeitig um seine Längsachse drehbar ist (Antrieb 35); das Schwimmschlammaustragsrohr 24 ist in radialer

- 16 a

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Richtung leicht nach unten geneigt und mündet innen in den Schwimmschlammsammelraum 16, es trägt einen sich dementsprechem ebenfalls radial erstreckenden Schöpfflügel 34 zum Abschöpfen des Schwimmschlamras. Im Querschnitt gesehen ist der Schöpfflügel spiralig und tangential an das Austragsrohr 24 angesetzt.

In Drehrichtung vor dem Schwimmschlammräumer 24, 34 sind einige sich ebenfalls strahlenförmig radial erstreckende Klarwasserabzugsrohre 40 mit Abzugslöchern 41 oder -schlitzen 42 vorgesehen. Diese Klarwasserabzugsrohre sind radial innen fest mit einer vertikalen Ringwand 36 befestigt, die an ihrer Oberseite über Speichen mit einem inneren Tragring verbunden ist, der seinerseits auf der erwähnten inneren Lauffläche 27a gelagert ist. Zwischen der -stationären - vertikalen Ringwand 26 des Schlammsammelraumes und dieser - mit umlaufenden vertikalen Ringwand 36 ist somit ein kreisringförmiger Klarwassersammelraum 37 gebildet; über ein Auslaßrohr 19 in dessen Boden wird das Klarwasser abgezogen. An dieses Klarwasserauslaßrohr schließt sich ein höhenverstellbarer Überlauf zweckmäßig das in Fig. 3 gezeigte Überlaufgefäß an, wodurch der Höhenstand im Klarwassersammelraum regulierbar ist. Durch eine Dichtung 39 am unteren Rand der Ringwand 36 ist der Klarwassersamme Ir aura 37 gegenüber dem radial außerhalb liegenden Arbeitsraum abgegrenzt. Der zum Boden des Behälters 11 gesunkene Schlamm wird mittels eines ebenfalls an der Einbauvorrichtung vorgesehenen Schabers erfaßt und einer Sinkschlammrinne 20 mit

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radial nach außen geneigtem Hoden 21, einem Schlammauslaß 22 zugeführt.

Gemäß der vorbeschriebenen, erfindungsgemäßen Bauweise wird der Einlaß des zu klärenden Abwassers entgegen der Fließrichtung des in den Behälter einfließenden Abwassers (die ja notgedrungen immer vom Zulauf zum Auslauf stattfindet und Turbulenz und Strömungsstörung verursacht) bewegt, so daß die Turbulenz unterbrochen bzw. rasch beruhigt wird. Der Klärvorgang kann also sogleich, ungestört einsetzen, so daß die angegebene höhere Belastung bzw. Durchsatzmenge erreicht wird.

- 16c -

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TU?
Leerseite

Claims

Patentansprüche:

f 1.) Anlage für die Reinigung von Abwasser von

Papier-, Zellstoff- und ähnlichen Industrien, die einen zylindrisch geformten Behälter mit einer senkrechten Aussenwand und einem allgemein flachen Boden umfasst,

j sowie ein senkrecht durch das Zentrum des be

schriebenen Tanks eingeführtes Einlaufrohr, und eine*; eingebauten Schlammring, der um das erwähnte Einlaufrohr eingebaut ist und mit einer senkrechten Wand in der Mitte des beschriebenen Behälters angebracht ist, mit einem Auslaufrohr aus dem beschriebenen Schlammring,

mit einem Auslaufrohr für Klarwasser im beschriebenen Tank, ausserhalb des Schlammrings; mit einem im Boden des beschriebenen Tanks eingelassenen Sinkschlammtrogs;

mit Auslauf von diesem beschriebenen Sinkschlammtrog;

mit einem beweglichen Einbauteil, radial über den beschriebenen Behälter, auf der Aussenkante des Behälters sowie auf der Oberkante des beschriebenen Schlammringes gelagert, ist für eine Drehbewe . ung um den Mittelpunkt im gesamten Behälterumfemg,

Mit Vorrichtungen für die Drehbewegung des beschriebenen Einbauteils,

einschliesslich einem Abwasserverteilerarm, der im beschriebenen Einbau-teil aufgelagert ist und der mit einer Anzahl von Ausströmöffnungen * versehen ist,

mit einer Schlammentnahme durch einen Drehräumer über den Radius des Behälters und aufgelagert auf dem Einbauteil,

mit den Vorrichtungen für die Bewegung des be-

ORIGINAL INSPECTED schriebenen Schlammräumers, 709839/1070 V " ¹⁷ ~

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\krofta)

und einem Klarwasserverteilerring, durch den beschriebenen Einlaufteil getragen mit einer zylindrischen Abschlusswand ausserhalb des
beschriebenen Schlammringes montiert wird in direkter Verbindung mit dem Klarwasserauslaufstutzen.

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^: 2. Anlage gemäss Anspruch 1, in dem zumindest

j ein Klarwassereinlaufrohr von dem beschriebenen

ι Klarwasserverteiler ausgeht.

3. Anlage gemäss Anspruch 2, in dem die beschriebe-J nen Klarwassereinlaufrohre auf einer Pührungs-

( schiene des beschriebenen Einlaufteils in einem

Abstand von 15 bis 9o Grad vor dem beschriebenen Verteilerarm angeordnet sind.

r 4. Anlage gemäss Anspruch 2, in dem das beschriebene

\ Klarwassereinlaufrohr auf seiner Bodenseite mit

\ Öffnungen versehen ist.

j 5. Anlage gemäss Anspruch 2, in dem das beschrieb.Klar

wassereinlaufrohr etwa in dem unteren Io Prozent der Gesamthöhe des beschriebenen Tanks angeordnet ist.

6. Anlage gemäss Anspruch 1, in welchem ein Bodenschaber vorgesehen und angebaut am beschriebenen Einbauteil ist, um die Ablagerungen in dem beschriebenen Sinkschlammtrog zu schieben.

7. Anlage gemäss Anspruch 1, in welchem die beschriebenen Vorrichtungen für die Umlaufbewegung des beschriebenen Einlaufteils die Vorrichtungen für die Umdrehung des beschriebenen Schlammräumers einschliesst.

8. Anlage gemäss Anspruch 1, in welchem Elektroden vorgesehen und auf dem beschriebenen Einlaufwagen aufgebaut sind, um mit diesen bewegt zu werden.

9. Anlage gemäss Anspruch 1, in dem eine Mehrzahl von allgemein senkrechten Leitblechen auf dem beschriebenen Einbauteil aufgebaut sind und den Ablauf aus den beschriebenen Auslaufdüsen in Fliessrichtung zu leiten.

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lo. Anlage gemäss Anspruch 1, mit horizontal einge-

) bauter Bodenprallplatte unter dem beschriebenen

Einlaufteil, um den Abwärtsstrom aus den be-

j schriebenen Auslaufdüsen aufzufangen und umzu

leiten.

11. Anlage gemäss Anspruch 1, in dem eine Abdichtung auf der Unterkante des beschriebenen Klarwasserverteilerrings aufgebracht ist, um diesen Zwischenraum gegen den beschriebenen Behälterboden hin abzudichten.

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12. Anlage gemäss Anspruch 1, in dem die Höhe des beschriebenen Behälters allgemein weniger als 2o % des Durchmessers des Behälters beträgt.

13. Anlage gemäss Anspruch 1, in dem ein drehbar gelagerter Verteilerkopf das beschriebene Einlaufrohr und den beschriebenen Abwasserverteilerarm verbindet.

14. Anlage gemäss Anspruch 1, in dem die erwähnten Vorrichtungen für die Umdrehung des beschriebenen Einlaufteils mit variablen Geschwindigkeiten von 2 bis Io Umdrehungen pro Minute eingestellt werden können.

15. Anlage gemäss Anspruch 1, in dem eine verstellbare Vorrichtung eingebaut ist, um den gewünschten Flüssigkeitsspiegel im beschriebenen Tank einzustellen.

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16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Zulauf (Abwasserverteilerrohr 30) für das zu reinigende Abwasser in Drehrichtung hinter dem Schwimmschlammräuner (24, 34) angeordnet und zusammen mit diesem um das Zentrum des Behälters (ll) gedreht wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,

daß in Drehrichtung hinter dem Schwimmschlammräumer (24, 34) ein horizontales, sich radial über dem Dehälter (11) erstrecken des Abwasserverteilerrohr (30) vorgesehen ist, welches in radialem Abstand voneinander nach unten in den Behälter gerichtete, mit je einer Auslaufdüse (33) versehene Abzweigrohre (3l) aufv/eist und an seinem radial inneren Ende mittels einer Drehkupplung (47) mit einem im Zentrum des Behälters (ll) angeordneten Einlaßrolir (14) für das Abwasser verbunden ist.

18. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Schwimmschlammräumer (24, 34) und dem Abwasserverteilerrohr eine mit umlaufende vertikale Trennwand (32) vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,

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^₁

2713088 (kROFTA)

Ein Getriebemotor (29) ist vorgesehen für den Antrieb des Einbauteils (24) zum Umlauf um den Mittelpunkt des Tanks (11).

Ein Abwasserverteilerrohr (3o) wird durch den Einbauteil (24) unterstützt und ist versehen mit einer Anzahl'senkrechter Verteilerrohre (31) mit Auslaufdüsen (33), die gegen die Trennwand (32) gerichtet sind. Das bewegliche Schwimmschlammaustragsrohr (34) mit einem gekrümmten Schwimmschlammräumer (24) ist auf dem Einbauteil (24) und auf der anderen Seite der Trennwand (32) aufgebracht. Die Bewegung des Räumers erfolgt durch den Antrieb-Getriebemotor (35). Alternativkonstruktionen sehen vor, dass der Antrieb für den Schwimmschlammräumer (34) und für den gesamten Einlaufteil (24) entweder „■■■ mit dem gleichen Antrieb (35) erfolgen kann durch entsprechende Vorrichtungen. Der Schwimmschlammräumer (34) entspricht vorzugsweise der Beschreibung und Zeichnung gemäss Krofta-Patent 3 3o7 7ol.

Eine gleichmässige ringförmige Wand (36) wird unterstützt und in Position gehalten durch die Abstützungen und den Einlaufverteiler (3o) und bildet so den Klarwasserring (37), der den Dickstoffring (16) umschliesst.

Geeignete Vorrichtungen, sowie die Aufbringung einer Gummidichtung (39) auf der senkrechten Wand (36) dichten den Klarwasserring (37) während der Bewegung des Einlaufteils (24) nach aussen hin ab.

Eine.entsprechende Anzahl von Klarwassereinlaufrohren (4o) führen in den unteren Teil der Klarwasserringwand (36), wobei diese Klarwasserabzugsrohre im Winkel von 15 bis zu 9o Grad vor der Trennwand (32) montiert werden. Die Klarwasserentnahme erfolgt entweder durch Perforation (41) der Klarwasserabzugsrohre (4o) cder durch einen ei agebauten Schlitz (42),

V - ίο 709839/1070

rti'iiin

; der auch auf dem Boden der Klarwasserrohre ange-

bracht sein kann, wobei die Unterkante der Klar-

i Wasserrohre (4o) rund 3 bis 5 cm über dem Tank-

I boden (13) montiert ist.
\

\ Senkrechte Leitbleche (44) sind aufgeschweisst

< zwischen den Einlaufrohren (31)» mit einem geringer

\ v/erdenden Abstand entsprechend der Entfernung von

'■ dem Zentrum der Anlage, um die Turbulenz beim Ein-

i lauf des V/assers aus den Einlauf rohren (31) zu ver-

I mindern. Eine Prallplatte 45 ist horizontal ver-

"■: lungert, wie auf Abb. 1 und 7, verschweisst mit der

I Trennwand (32), als Auflage für die Leitbleche (44),

I die ebenialls mit dieser Bodenplatte (45) fest ver-

I bunden sind, wobei die Ausdehnung dieses Prallblechs

i mindestens für die vollständige Überdeckung des Sink-

j schlammtrog3 (2o) ausreicht. Ein Schaber (46) ist

[ auf die Bodenplatte (45) aufmontiert, um die sich

j auf dem Boden (13) des Tanks bildenden Ablagerungen

5 in den Sinkschlammtrog zu schieben.

Das Abwasserverteilerrohr (3o) ist mit dem Einlauf (14) verbunden durch eine elastische Drehkupplung (47)

In Abb. 3 ist eine Überlaufregelung (5o) gezeigt, die über die Verbindungsrohre (52) mit dem Klarwasserauslauf (19) angeschlossen wird. Mit diesem Überlauf kann der gewünschte Wasserspiegel im Tank (11) eingestellt werden. Die Überlaufregulierung (5o) schliesst einen Ringtank (51) ein, mit einem inneren Standrohr (53), in das ein Gleitring (54) eingebaut ißt, der aufwärts und abwärts über eine Gewindestange (55) durch.ein Handrad (56) bewegt werden kann. Durch die

- 11 -

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ν ^/

j 1

-j Höhe der Oberkante (57) der Gleit ringwand (54)

wird der Spiegel im Tank (11) bestimmt. Ein Zulaufrohr (59) und Klarwasserablaufrohr (6o) können im unteren Teil des Überlaufgefässes (5o) angeordnet werden.

j Die Anlage kann weiterhin ausgerüstet werden mit

den Einbauten für ein Elektrolyseverfahren durch

* unter Wasser angeordnete Elektroden (61) und (62)

« (Abb. 5)t die auf der Bodenplatte (45) montiert

ί werden, die durch einen Gleichrichter über einen

ϊ Schleifringkörper (64) entsprechend mit Strom von

5 bis 25 Volt versorgt werden.

Im Betrieb der Anlage werden in Übereinstimmung mit der Erfindung Abwässer mit einer maximalen Belastung von 1 5oo ppm (gleich Milligramm pro Liter oder g/cbm) an Schwebestoffen im Einlauf (14) eingeführt. Bei höherer Schwebestoffbelastung ist u.U. nützlich, einen Teil des geklärten Wassers zu re-zirkulieren und die Einlaufstoffdichte durch Verdünnung zu reduzieren, da u.U. überhöhte Stoffdichten die Wirkungsweise der Anlagen beeinträchtigen könnten. Der Tank (11) wird mit einer Wassertiefe von 4o bis 45 oder 5o cm gefüllt, wobei der Zulauf vom Einlaufsrohr (14) über die Drehkupplung

(47),den Verteilerarm (3o), in die senkrechten Verteilerrohre (31) erfolgt und strömt aus durch die Öffnungen (33) in den Ausdehnungsraum zwischen der Trennwand (32), den senkrechten leitblechen (44), und der Prallplatte 45, sodass im WeiterfHessen in die Zone (65) der Ablauf ohne Turbulenz und glatt erfolgt.

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■ Der Abwaaserzulauf zum Einlaufrohr (14) kann

:■ vorher aufbereitet sein mit Ausflockungschemi-

• kalien und durch die Zuführung von Luft nach

\ dem Stand der Technik. Das Abwasser mit gelöster

:. Luft und Chemikalien durchströmt die Entspannungs-

; düsen (33), dehnt sich aus, sodass diese gelöste

\ Luft frei wird in mikroskopisch kleinen Blasen,

flie sich den Schwebestoffen anheften, und eine

j Flotat.ionstendenz bewirken, wobei die Flotations-

geschwindigkeit theoretisch einen Wert von rund

\ 3o cm/Min, erreicht.

] Der bewegliche Einbauteil (24) wird vorwärtsbe-

] wegt, sodass ein Umlauf in etwa 2-3 Minuten ab-

geschlossen ist, womit auch dann, wenn das Wasser

\ rund 4o bis 5o cm tief steht, ein vollständiger

; Auftrieb innerhalb einer Umlaufzeit erreicht wird,

Durch das Zusammenwirken der mikroskopisch kleinen

Luftblasen und dsr Ausflockungschemikalien bilden die vorhandenen Schwebestoffe eine feste Schwimmschlammdecke auf der Oberfläche. Dieser Schlamm wird durch einen Spiralräumer (34) abgeschöpft, in den SchlammsammeIring (16) entleert und fliesst von dort aus durch den Anschlusstutzen im Boden (17) ab. Gleicnzeitig wird das geklärte Wasser aus dem unteren Teil des Behälterinhalts durch Spiegeldruck in die Perforierung (41) oder Schlitze (42) auf der Unterseite der Klarwasserauslaufrohre (4o) gepresst. Dieses geklärte Wasser fliesst in den Klarwasserring (37), und von dort aus in die Ausläufe (19) und von dort zum Überlaufgefäss (5o), wobei der Klarv/asserüberlauf anschliessend durch das Klarwasserablaufrohr (6o) abfliesst.

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Wie in Abb. 4 dargestellt, bleibt zu beachten, dass durch den betrieb des Räumers (34) und wegen der Drehbewegung des Einlaufteils (24) die Umlaufrichtung von rechts nach links gemass Pfeil (66) der Abwasserzulauf in genereller Rich- ; tung gemäss gepunktetem Pfeil (6?) abgeleitet wird.

j Dadurch ergibt sich eine effektiv grössere Wirkzeit

während der Wa3serfliesszeit über den wesentlich

{ längeren Weg (67) als normalerweise erwartet werden

j könnte, da der Weg (67) wesentlich, langer ist als

ί der senkrechte Abstand (69) zwischen Oberkante

Klarwasserrohr (4o) bis zur Unterkante der ganzen

Schlammdecke gemäss Eintragung (7o).

\ Aus diesen verlängerten Fliesswegen und wegen der

Rückleitung in einer Höhe von 3 - 5 cm über dem Boden (13) des Behälters (11) erklärt sich die Tatsache, dass das abgeleitete Klarwasser von erheblich besserer Qualität ist als man aufgrund der Beckentiefe und der Umlaufzeit der Einbauteile erwarten könnte.

Wie sich aus der Beobachtung der Luftflotation von Schwebestoffteilen in einem Glaszylinder ergibt, sind in dem unteren Teil des Zylinders die Luftbläschen wesentlich kleiner und die Schwebestoffe kaum zu bemerken". Während des Aufstiegs durch das Abwasser vergrössern sich die Luftblasen und die Konzentration der Schwebestoffteile nimmt ersichtlich zu, während sich gleichzeitig die Aktivität der Plockungschemikalien bemerkbar macht, die die Flocken erheblich anwachsen lässt während des Auftriebs im Wasser.

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709839/1070 ν

■■ Man geht von der Annahme aus, dass der längere

Fliessweg de3 Wassers gemäss (67) zu einer

' besseren Wirkungsweise der Kläranlage führt,

; v/enn die Ablauf rohre (40) bei der Trennwand (32)

ι und in der Nähe der Schwimmschlammentnahme (34)

■ für das Klarwasser mit den Öffnungen (41) oder (42)

·, gegen den Boden des Behälters gerichtet sind.

's Auf jeden Fall hat der Antragsteller bestätigt

gefunden, dass seine Anlagen mit einem kleinen Behälter ohne hohe Bodenbelastung positive Klär-

] ergebnisse bringt und dabei die doppelte Wirk-

\ leistung erzielt im Vergleich zu den Ergebnissen

!j mit Anlagen in konventioneller Bauart.

■j Eine Verbesserung der Flotation kann erreicht

} werden durch Elektroflotation, wobei die mikros-

\ *■■■ kopisch grossen Gasbläschen im Abwasser durch j Elektrolyse erzeugt werden, und die Elektrolyse

selbst durch einen Stromfluss von Elektroden (61) (Abb. 5 und 6). Im Vergleich zu den Bläschen, die durch die Entspannung gelöster Luft ent- . stehen, sind die Gasbläschen aus Elektrolyse wesentlich kleiner. Ausserdem bewirkt die Elektroflotation, bzw. die Elektrolyse an den Anoden Sauerstoff und auch freies Chlor, sofern Chloride im Wasser vorhanden sind - sei es durch die Beschaffenheit des Abwassers oder durch die Zugabe entsprechender Chemikalien. Sauerstoff und freies Chlor desinfizieren das Wasser, töten Bakterien ab und oxydieren kolloidal gelöste Verunreinigungen. Falls wünschenswert, kann die Elektroflotation den Einsatz von gelöster Luft ersetzen unter der Voraussetzung, dass eine ausreichende Leitfähigkeit im Wasser vorhanden ist und die Stromspeisung entsprechend hoch ausgelegt wird. In einigen Fällen kann der Einsatz der Elektroflotation den Aufwand an Chemikalien reduzieren, in anderen Fällen wiederum kann durch sie eine bessere Klärwirkung erzielt werden.

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ι t mm t j r ■■■■ ι . ι * ι ι

In der handelsüblichen Ausführung der in der Erfindung dargelegten Anlage wird diese mit Behältern in Durchmessern von 2,4 bis 13,4 m hergestellt, bei einer gleichbleibenden Wassertiefe zv/ischen 4o und 5o cm. Diese Anlagen sind ausgelegt für eine Durchsatzlcapazität von o,6 bis 17 m-'/min. Die Klärung geht auf einen Richt-

gehalt w η Io bis maximal loo ppm. Der Kraftbedarf

für den Betrieb der Anlage liegt bei o,57 kwH je

3,8 m-*. Die Aufenthaltszeit des Abwassers im Klärbehälter liegt bei 2 1/2 Minuten. Die Bodenbelastung der Anlage liegt bei rund o,6 bis o,7 T/qm Fläche und die Zulaufbelastung ist ausgelegt für eine Menge von 16o bis zu 2oo 1/min/m² Flotationsfläche. Im Zulauf werden bis zu 1 5oo ppm an Verschmutzungen aufgenommen. Wie bereits zuvor erwähnt, verlangen grössere Schmutz stoff mengen eine Rezirkulierung von Klarwasser, um den Zulauf zu verdünnen.

Aus der vorliegenden Beschreibung ergibt sich, dass für die Reinigung der Abläufe von Papier-, Zellstoff- und ähnlichen Industrien eine wesentlich verbesserte Neuanlage erstellt worden ist.

Nachdem die Erfindung beschrieben und unter Bezug auf eine besondere Ausführungsart illustriert ist, darf vorausgesetzt werden, dass andere Ausführungsarten möglich sind, ohne dass sie von der Erfindung als solche abweichen. Die obige Auslegung kann also als darstellende Beschreibung der Erfindung angesehen werden, aber nicht als Beschränkung auf den Umfang der nachfolgenden Ansprüche;

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daß zwischen je zwei Abwasseraus laufrohren (31) je ein kreisbogenförniiges vertikales Leitblech (44) vorgesehen ist und daß die Leitbleche (44) auf einer sektorförmigen, dicht über dem Boden des Behälters sich erstreckenden Bodenplatte stehen, auf der vorne die vertikale Trennwand (32) steht.

20. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Schwimmschlammräumer (24, 34), in Drehrichtung vor diesem wenigstens ein Klarwasserabzugsrohr (40) und in Drehrichtnng hinter dem Schwimmschlammräumer (24, 34) das Abwasserverteilerrohr (30) nebst Trennwand (32), Bodenplatte (45) und Leitblechen (44) an einem gemeinsamen, motorisch in Umlaufbewegung versetzten Einbauteil angeordnet sind.

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