DE2734822A1 - METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF SOLIDS / LIQUID MIXTURES AND MIXTURES OF LIQUIDS WITH DIFFERENT DENSITY - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF SOLIDS / LIQUID MIXTURES AND MIXTURES OF LIQUIDS WITH DIFFERENT DENSITYInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtrennung von Feststoff/Flüssigkeitsmischungen und ferner von Mischungen von Flüssigkeiten mit verschiedenen Dichten; insbesondere betrifft die Erfindung die Entfernung von abgesetztem Schlamm aus einer geklärten Flüssigkeit während der Abwasserbehandlung.The invention relates to a method and a device for separating solid / liquid mixtures and also of mixtures of liquids with different densities; in particular, the invention relates to Removal of settled sludge from a clarified liquid during wastewater treatment.
Bei Verfahren zur Behandlung von Abwässern, wie es beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 473 665 beschrieben ist, folgt einer Belüftungsstufe, in welcher das Abwasser intensiv belüftet wird, eine Klärstufe, in welcher sich der Schlamm von der geklärten Flüssigkeit abtrennt. Von der Klärstufe wird der Schlamm zu der Belüftungsstufe zurückgeführt. Die Klärstufe wird in einer Kläranlage durchgeführt, welche gewöhnlich ein Becken mit einer Grundfläche ist, welche gegenüber einem Mittelpunkt abwärts geneigt ist. Der Schlamm setzt sich am unteren Teil des Klärbeckens mit der geklärten Flüssigkeit darüber ab. Zur Entfernung wird der Schlamm in Richtung eines zentralen Bodenablasses abwärts abgeschabt.In processes for the treatment of waste water, as described, for example, in British patent specification 1,473,665 is followed by an aeration stage in which the wastewater is intensively aerated, followed by a clarification stage in which the sludge separates from the clarified liquid. From the clarification stage, the sludge goes to the aeration stage returned. The clarification stage is carried out in a wastewater treatment plant, which is usually a basin with a base sloping downward from a center point. The sludge settles on the lower part of the clarifier with the clarified liquid above it. To the distance becomes scraped the sludge down towards a central bottom drain.
Drei Abschabverfahren werden in üblicher Weise verwendet: Three scraping methods are commonly used:
1. Die Verwendung von axial rotierbar angeordneten Stangen mit flachen darauf montierten Schabblättern. Diese werden in der Nähe des Bodens des Klärbeckens rotiert und schaben den1. The use of axially rotatably arranged rods with flat scrapers mounted on it. These are rotated near the bottom of the clarifier and scrape the
Schlamm allmählich zu dem zentralen Bodenablaß. 30Sludge gradually to the central bottom drain. 30th
2. Verwendung von axial rotierbar montierten Saugschabern mit länglichem Querschnitt, welche den Schlamm durch ein Druckgefälle, beispielsweise eine Siphonanordnung entfernen. Dies ermöglicht eine schnellere Schlammrückführung als beim Verfahren 1.2. Use of axially rotatably mounted suction scrapers with an elongated cross-section, which move the sludge through a Remove pressure gradient, for example a siphon arrangement. This enables a faster sludge return than with method 1.
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3. Verwendung eines trichterförmigen Klärbeckens mit steilem Boden und einem Ketten-oder Gliederschaber.3. Use a funnel-shaped clarifier with a steep bottom and a chain or link scraper.
Die Nachteile dieser Verfahren sind wie folgt: 5The disadvantages of these methods are as follows: 5
1. Ein Schaber mit langsamer Umfangsgeschwindigkeit ist notwendig, um das Aufrühren des abgesetzten Schlammes zu vermeiden. Somit ist die Schlammrückführung langsam und wird bei Klärbecken mit größerem Durchmesser noch langsamer, da für die gleiche Umfangsgeschwindigkeit die Drehgeschwindigkeit vermindert werden muß.1. A scraper with a slow peripheral speed is necessary to avoid agitation of the settled sludge. Thus, the sludge return is slow and will even slower for clarifiers with a larger diameter, since the rotational speed is for the same peripheral speed must be reduced.
2. Das Ansaugen führt zu einer schnelleren Schlammrückführung als beim Verfahren 1, jedoch ist die Umfangsgeschwindigkeit trotzdem begrenzt und die notwendige Vorrichtung ist komplizierter. Mehrere Saugarme können eingesetzt werden, jedoch vergrößert dies die Kompliziertheit und die Kosten der Anlage.2. The suction leads to a faster sludge return than with method 1, but the peripheral speed is nevertheless limited and the necessary device is more complicated. Multiple suction arms can be used, but this adds complexity and cost to the system.
3. Ein steiler Bodentrichter für groß dimensionierte Klärbecken ist sehr teuer.3. A steep bottom funnel for large clarifiers is very expensive.
Bei dem Verfahren der britischen Patentschrift 1 473 665 ist die schnelle Schlammrückführung vorteilhaft.In the method of British Patent 1,473,665, rapid sludge recirculation is advantageous.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von abgesetzten Feststoffen von dem unteren Teil einer Feststoff/Flüssigkeitsmischung oder zur Entfernung einer Unterstromflüssigkeit, insbesondere einer viskosen Flüssigkeit aus einer Mischung von Flüssigkeiten, bei dem man ein Rührblatt bzw. Flügelbatt oder-Blätter innerhalb eines Beckens rotiert, welches die Mischung enthält, wobei jedes Rührblatt eine oder mehrere Öffnungen aufweist, in welche die suspendierten Feststoffe oder die Unterstromflüssigkeit durch Ansaugen gezogen werden bzw. wird, und wobei das Rührblatt eine solche Kombination von Querschnittsform und Lage der Öffnung oder der Öffnungen besitzt, dafl The invention relates to a method for removal of settled solids from the bottom of a solid / liquid mixture or for removal an underflow liquid, in particular a viscous liquid composed of a mixture of liquids, in which you have a stirring blade or blade or blades inside of a basin that contains the mixture, each stirring blade having one or more openings in which is the suspended solids or the underflow liquid are drawn by suction, and wherein the stirring blade has such a combination of cross-sectional shape and position of the opening or openings that
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eine Störung von geeigneten Konzentrationsgradienten infolge von Turbulenz bei dem Sedimentierungs/Abtrennungsverfahren reduziert oder vermieden wird.disturbance of suitable concentration gradients due to turbulence in the sedimentation / separation process reduced or avoided.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einer Schabervorrichtung durchgeführt, welche wenigstens ein rotierbar montiertes Flügel-bzw. Rührblatt mit wenigstens einer öffnung darin , durch welche eine Unterstromflüssigkeit oder ein Feststoffmaterial in Suspension gezogen werden kann und Einrichtungen aufweist, durch welche die Feststoffsuspension oder die Flüssigkeit, welche in das Innere des Rührblattes eintritt, entleert wird, wobei das Rührblatt eine solche Kombination von Querschnittsform und Lage der öffnung oder der öffnungen besitzt, das eine Störung geeigneterThe inventive method is carried out with a scraper device, which at least one rotatably mounted wing or. Mixing blade with at least one opening therein through which an undercurrent liquid or a solid material in suspension can be drawn and Has means through which the solid suspension or the liquid, which in the interior of the stirring blade occurs, is emptied, the stirring blade having such a combination of cross-sectional shape and position of the opening or of the openings, which is more suitable for a disturbance
'^ Konzentrationsgradienten infolge von Turbulenz bei dem Sedimentierungs/Abtrennungsverfahren reduziert oder vermieden wird.Concentration gradients due to turbulence in the sedimentation / separation process reduced or avoided.
Die Erfindung ist für die Verwendung in der Abwasserbehandlung sehr geeignet, um eine schnelle Schlammrückführung aus dem Klärbecken zu der Belüftungsstufe des Verfahrens zu erreichen. Nachstehend wird die Erfindung im Hinblick auf die Abwasserbehandlung beschrieben.The invention is for use in wastewater treatment very suitable for rapid sludge return from the clarifier to the aeration stage of the Procedure to achieve. In the following, the invention will be described in terms of wastewater treatment.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Schaber aus einem oder mehreren Rührblättern rotiert, wobei jedes Rührblatt vorzugsweise vollständig in der Nähe der Grenzfläche zwischen der Schlammdecke, welche sich in dem unteren Teil des Klärbeckens bildet und dem klareren Wasser über der Decke liegt. Die Form jedes Flügelblattes ist zweckmäßigerweise so ausgewählt, daß eine Störung der Sedimentationsprozesse durch Turbulenz möglichst gering gehalten wird und jegliche Fließstörung wird in geeigneter Weise reduziert oder vermieden, indem man die Flüssigkeit zu dem Inneren des Schaberblattes abzieht und sie zu dem Abnahmepunkt, gewöhnlich im Zentrum des Klärbeckens transportiert. Im Falle der Abwasserbehandlung wird der abgezogene Schlamm zu der Belüftungs-In the method according to the invention, a scraper is rotated from one or more stirring blades, each The stirring blade is preferably completely close to the interface between the mud layer, which is in the lower one Forms part of the clarifier and the clearer water lies above the ceiling. The shape of each blade is appropriate selected so that a disturbance of the sedimentation processes by turbulence is kept as low as possible and any Flow disturbance is appropriately reduced or avoided by directing the liquid to the interior of the Scraper blade peeled off and transported to the take-off point, usually in the center of the clarifier. In the case of wastewater treatment the withdrawn sludge is sent to the aeration
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stufe des Verfahrens im Kreislauf zurückgeführt und seine Menge ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßigerweise so, daß sie die Menge überschreitet oder der Menge gleichkommt, welche abgezogen werden soll, damit die störende Turbulenz verhindert wird, welche ansonsten durch den rotierenden Schaber erzeugt werden würde.recycled stage of the process and its amount is expedient in the process according to the invention so that it exceeds the amount or equals the amount which is to be deducted, so that the interfering amount Turbulence is prevented, which would otherwise be generated by the rotating scraper.
Vorzugsweise weist das Schaberblatt eine solche Gestalt auf, daß die Einleitung einer störenden Turbulenz verhindert wird und die Strömungsbedingung eine laminare Grenzschichtbildung gewährleistet. Eine Abtrennung der Grenzschicht wird verhindert und daher wird eine turbulente Strömung durch irgendeine geeignete Kombination von Rührblattform und Ansauglage und -Menge reduziert oder vermindert.The scraper blade is preferably of such a shape that it prevents the introduction of disruptive turbulence and the flow conditions ensure a laminar boundary layer formation. A separation of the boundary layer is prevented and therefore turbulent flow is created by any suitable combination of stirring blade shape and intake position and volume reduced or decreased.
Der Schaber ist vorzugsweise stromlinienförmig. Bei einigen Anwendungen kann nur ein Teil des Schaberblattes stromlinienförmig sein, und der Rest beispielsweise der Teil mit langsamerer Geschwindigkeit in dem Zentralteil des Klärbeckens kann ein einfaches Rohr oder Rohre oder eine einfache Leitung sein, was die Kosten reduziert. In diesen Fällen ist somit nur ein Teil des Schaberblattes zur Verhinderung der Grenzschichtabtrennung hydrodynamisch auegebildet.The scraper is preferably streamlined. With some Applications, only part of the scraper blade can be streamlined and the rest, for example, the part with the slower speed Speed in the central part of the clarifier can be a simple pipe or tubes or a simple pipe be what reduces the cost. In these cases, only part of the scraper blade is used to prevent the separation of the boundary layer hydrodynamically formed.
Die öffnungen in einem Schaberblatt können irgendeine geeignete Form haben und beispielsweise Löcher oder vorzugsweise Spalten sein. Wenn das Blatt stromlinienförmig ist, sind die Offnungen zweckmäßigerweise in bezug auf die Drehrichtung des Rührblattes rückwärts angeordnet.The openings in a scraper blade can be any have a suitable shape and be, for example, holes or, preferably, columns. If the blade is streamlined, are the openings expediently in relation to the direction of rotation of the stirring blade arranged backwards.
Die Querschnittsfläche eines Schaberblattes?wird so ausgewählt, daß die inneren Schlammströmungsgeschwindigkeiten gegen den zentralen Abnahmepunkt zwischen einem niedrigen Wert, bei welcher Sedimentations/Verstopfungsprobleme auftreten und einem höheren Wert liegen, bei welchem es einen übermäßigen Druckabfall gibt. Die Größe der öffnung oder der öffnungen beispielsweise des Spaltes oder der SpaltenThe cross-sectional area of a scraper blade becomes like this selected that the internal mud flow rates against the central take-off point between a low Value at which sedimentation / clogging problems occur and a higher value at which there is an excessive pressure drop. The size of the opening or the openings, for example of the gap or gaps
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wird so berechnet, daß der Druckabfall durch den Spalt ausreichend hoch ist, so daß die Strömung durch den Spalt durch die innere diagonale Schlammströmung nicht merklich beeinflußt wird. Die Querschnittsfläche eines vorstehend definierten Rührblattes kann.durch Auswahl einer geeigneten Höhe und/ oder eines geeigneten Vorder- zu Rückseitenabstandes für das Blatt bestimmt werden. · Die Abmessungen sind nicht notwendigerweise über die gesamte Länge des Rührblattes konstant. is calculated so that the pressure drop through the gap is sufficient is high so that the flow through the gap is not noticeably affected by the inner diagonal mud flow will. The cross-sectional area of a stirring blade defined above can. By selecting a suitable height and / or a suitable front-to-back spacing for the sheet can be determined. · The dimensions are not necessarily constant over the entire length of the stirring blade.
Zweckmäßigerweise ist der mechanische Aufbau des Schabers wie folgt:The mechanical structure of the scraper is expediently as follows:
a) Das gesamte Drehmoment zur Bewegung kann von einer zentralen Drehachse übertragen werden (alternativ von einer peripheren Aufhängung), d.h., die Strukturfestigkeit ist für dies ausreichend. Es können Stahl-oder andere feste Bauteile an gewissen Stellen innerhalb des Rührblattes vorgesehen sein, wenn dieses stromlinienförmig ist, um die gesamte Spannung aufzunehmen.a) The entire torque for the movement can be from a central Axis of rotation (alternatively from a peripheral suspension), i.e. the structural strength is for this is sufficient. It can be steel or other solid components be provided at certain points within the stirring blade, if this is streamlined, around the whole To absorb tension.
b) Ein Teil des Rührblattes oder das gesamte Rührblatt kann als hohlgeformter Abschnitt ausgebildet sein. Solche Abschnitte können beispielsweise aus einem festen Kunststoffmaterial mit geringster Rippeneinbiegung gebildet werden, um innere Verstopfungsprobleme zu vermeiden.b) Part of the stirring blade or the entire stirring blade can be designed as a hollow-shaped section. Such sections can, for example, be made of a solid plastic material with the smallest possible rib inflection to avoid internal constipation problems.
c) Es können Räder oder Gleitschienen vorgesehen sein, welche das Gewicht des Rührblattes aufnehmen und das Blatt über die Klärbeckengrundfläche bewegen. Das Rührblatt kann an der Peripherie aufgehangen werden, jedoch ist dies nicht bevorzugt. c) Wheels or slide rails can be provided, which Take up the weight of the stirring blade and move the blade over the clarifier base. The stirring blade can on the periphery, but this is not preferred.
d) Die öffnungen beispielsweise Spalten können unterteilt sein und die Schlammeinströmungen können innerhalb eines Flügelblattes getrennt gefördert werden.d) The openings, for example columns, can be subdivided and the sludge inflows can be conveyed separately within a blade.
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e) Irgendein zweckmäßiges Verfahren zur automatischen periodischen oder kontinuierlichen Spaltreinigung kann verwendet werden.e) Any convenient method for automatic periodic or continuous gap cleaning can be used.
f) Der Schaber kann in Verbindung mit einer einfachen Ausrüstung zum Ablenken von größeren Gegenständen und zum Abschaben auf den Boden des Klärbeckens verwendet werden.f) The scraper can be used in conjunction with simple equipment Used to deflect larger objects and scrape it onto the bottom of the clarifier.
Die Geschwindigkeit, bei welcher das Schaberblatt rotiert wird, liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches, welcher einer Umfangsgeschwindigkeit von 0,3 bis 30 m/Min, äquivalent ist und insbesondere innerhalb des Bereiches von 0,9 bis 12 m/Min.The speed at which the scraper blade is rotated is preferably within the range which is equivalent to a peripheral speed of 0.3 to 30 m / min, and in particular within the range of 0.9 to 12 m / min.
Der Schaber kann ferner in einem rechtwinkeligen Klärbecken verwendet werden. Der Schaber kann ferner als ein Abstrichschaber oder Schwimmer-Schaber oder als ein Seitenwandschaber verwendet werden.The scraper can also be used in a rectangular clarifier. The scraper can also be used as a swab scraper or float scraper or as a sidewall scraper can be used.
Der erfindungsgemäße Schaber besitzt die folgenden Vorteile:The scraper according to the invention has the following advantages:
i) Er kann rascher rotiert werden als übliche Schaber ohne übermäßiges Aufrühren der Schlammdecke. 25i) It can be rotated faster than conventional scrapers without excessive agitation of the mud cover. 25th
ii) Der Schlamm kann zu der Belüftungsstufe mit nur einem Rührblatt selbst in großen Klärbecken sehr schnell zurückgeführt werden.ii) The sludge can be returned to the aeration stage very quickly with only one agitator blade, even in large clarifiers will.
iii) Das Rührblatt besitzt einen einfachen Aufbau.iii) The stirring blade has a simple structure.
iv) Das Rührblatt ist preiswerter als bisher übliche Schaberauslegervorrichtungen wegen des einfacheren mechanischen Aufbaus und der eingeschlossenen Stützeinrichtungen.iv) The agitator blade is cheaper than conventional scraper boom devices because of the simpler mechanical construction and the included supporting devices.
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Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert:The invention is explained in more detail by the accompanying drawings:
Die Fig. 1,2,3 und 4 sind Querschnittsansichten von vier Formen des Schaberblattes, wobei das Strömungsbild durch Pfeile angedeutet ist. Figs. 1, 2, 3 and 4 are cross-sectional views of four shapes of the scraper blade, the flow pattern being indicated by arrows.
In jeder Fig. bedeutet die Ziffer 1 ein Schaberblatt und die Ziffer 2 eine Öffnung. Das Strömungsbild ist durch die Pfeile gezeigt. In Fig. 4 gibt es zwei Öffnungen in verschiedenen Lagen, was verdeutlicht, daß eine Vielfalt von Lagen neben einer Vielfalt von Löchern in einer gegebenen Lage bei dem Schaberblatt vollkommen ausführbar ist.In each figure, the number 1 means a scraper blade and the number 2 means an opening. The flow pattern is shown by the arrows. In Fig. 4 there are two openings in different positions, which shows that a variety of locations adjacent to a variety of holes in a given location on the scraper blade is perfect is executable.
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ICI case B 28979August 2, 1977 B 8373
ICI case B 28979
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