DE29824791U1

DE29824791U1 - Sandwäsche

Info

Publication number: DE29824791U1
Application number: DE29824791U
Authority: DE
Original assignee: Strate Technologie fuer Abwasser GmbH
Current assignee: Strate Technologie fuer Abwasser GmbH
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2008-09-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Sandwäsche zur Abscheidung von mineralischem Sand aus einem in einer Abwasser-Kläranlage zu behandelnden Gemisch aus Wasser, organischen Bestandteilen und Sand.

Abwässer aus dem städtischen oder landwirtschaftlichen Bereich enthalten immer einen hohen Anteil an mitgeführten Feststoffen, die größtenteils organischen Ursprungs sind. Diese mitgeführten Feststoffe werden im allgemeinen vor der eigentlichen Wasserbehandlung entfernt. Die ersten Schritte bei üblichem Klärverfahren bestehen daher meist in einer zu Beginn erfolgenden Entfernung grober Feststoffteile, gefolgt von einer Entfernung feinerer mitgeführter Feststoffteile, die in der bei Klärverfahren üblichen Terminologie häufig insgesamt als "Sand" bezeichnet werden.

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Diese feineren Feststoffteile bestehen für die vorgenannten Abwässer zum größten Teil, d.h. häufig zu über 90% aus organischen Bestandteilen und zu einem kleinen Prozentsatz aus mineralischem Sand, d.h. Silikaten und dergleichen. Hauptsächlich aus deponietechnischen Gründen muß dieser mineralische Sand möglichst vollständig von den organischen Bestandteilen abgetrennt werden.

Die Abtrennung feinerer Feststoffteile umfaßt daher innerhalb einer Abwasserkläranlage im allgemeinen mehrere Schritte, nämlich das Zurückhalten der Feststoffteilchen in einem Sandfang, das Abführen dieser Feststoffbestandteile mit einem Sandseparator und das Herauslösen oder Abtrennen des mineralischen Sandanteils mit einer Sandwäsche.

Für die Durchführung des weiteren Verfahrens, wie auch für die Deponierbarkeit der verschiedenen Rückstände ist es wesentlich, daß die mineralischen Feststoffteile von den organischen möglichst vollständig getrennt werden. Der Erfindung liegt dementsprechend das Problem zugrunde, eine Sandwäsche so auszubilden , daß organische und mineralische Feststoffteile möglichst vollständig und mit hoher Sicherheit für jede Feststoffzusammensetzung voneinander getrennt werden.

0 Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Sandwäsche gemäß Anspruch 1 vorgesehen, bei welcher durch das Gemisch aus Sand, Wasser und organischen Bestandteilen - das ggf. innerhalb des Gesamtklärverfahrens in einem vorausgegangenen Schritt als feuchte Feststoffaufschlämmung erhalten wurde - feinblasig Luft geperlt wird, so daß in vertikaler Richtung eine Trennung der Partikel nach ihrer Dichte erfolgt, und bei welcher der aufgrund höherer Dichte abgeschiedene Sand geregelt abgeführt wird.

Es hat sich gezeigt, daß gerade bei den gegebenen Dichteverhältnissen in dem feuchten Feststoffgemisch, das als Klärsand anfällt, ein feinblasiges Durchperlen von 0 Luft durch dieses Gemisch aus Sand, Wasser und organischen Bestandteilen auf vorteilhafte Weise eine sehr vollständige Trennung nach der Dichte erfolgt. Unter "feinblasig" im Sinne dieser Erfindung wird eine Luftverteilung und Blasengröße innerhalb des Gemisches verstanden, wie sie z.B. durch Einleiten der Luft in das Gemisch mittels einer luftdurchlässigen Membran entsteht. Alternativ könnte die Luft-5 zuführung durch feine Düsen erfolgen, um eine feinblasige Luftzufuhr zu erreichen.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der abgeschiedene Sand geregelt abgeführt wird, und zwar immer dann, wenn genügend reiner Sand abgetrennt wurde.

Damit sich der gewünschte Dichtegradient einstellen kann, ist eine gezielte Bewegung der Teilchen innerhalb des Gemisches notwendig. Dieses "Rühren" kann im einfachsten Fall durch die feinblasig durchperlende Luft selbst erfolgen, die das Gemisch bei hinreichendem Druck der Luftzufuhr in ständiger Bewegung hält.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann jedoch auch vorgesehen sein, daß das Gemisch aus Sand, Wasser und organischen Bestandteilen während des Luftdurchperlens zusätzlich mechanisch gerührt wird.

Die Regelgröße für die Regelung der Sandabfuhr kann auf verschiedene Weise gewonnen werden. Im allgemeinen sollte ein besonderes Sanderkennungsverfahren durchgeführt werden, mit dem erkannt wird, ob der abgesetzte Sand bereits genügend rein ist und bis zu einem gewissen Punkt abgeführt werden kann. Hierfür kann die von einer Sandsonde gewonnene Information verwendet werden. Die Sanderkennung kann alternativ auch durch eine Drehmomentmessung erfolgen, sofern zusätzlich mechanisch gerührt wird.

Besonders vorteilhaft scheint es in vielen Fällen, wenn der abgetrennte Sand auf dem Wege des Sichabsetzens und der Abführung zwangsweise entlang der Belüftung geleitet wird.

Die erfindungsgemäße Sandwäsche umfasst einen sich nach unten verjüngenden Absetzbehälter, eine Belüftungseinrichtung zum feinblasigen Einleiten von Luft, die im wesentlichen den gesamten Bodenbereich des Absetzbehälters einnimmt, eine Einrichtung zum Abführen des abgetrennten Sandes und eine Regeleinheit zur Regelung der Sandabführung.

Zusätzlich kann in dem Absetzbehälter ein Rührer angeordnet sein. Für die Sander-0 kennung kann entweder im unteren Bereich des Absetzbehälters eine Sanderkennungssonde eingesetzt sein, die mit der Regeleinheit der Sandabführung verbunden ist, oder es kann in dem Falle, daß das Gemisch zusätzlich gerührt wird, dem Rührer ein Drehmomentmesser zugeordnet sein, der mit der Regeleinheit zur Regelung der Sandabführung verbunden ist; die Sandabführung ist dann jeweils mit Erreichen ei-5 nes bestimmten Drehmoments verbunden.

Der Absetzbehälter der Sandwäsche verjüngt sich nach unten und die Belüftungseinrichtung nimmt im wesentlichen den gesamten Bodenbereich des Absetzbehälters ein, so daß die Belüftung über den gesamten Querschnitt des Bodenbereichs erfolgt.

Hierdurch wird eine in jedem Falle gleichmäßige Belüftung des gesamten Absetzbehältervolumens erzielt. Außerdem kann bei Anordnung des Sandauslasses in unmittelbarer Nähe der Belüftungseinrichtung am Bodenbereich des Behälters der Sand zwangsweise entlang der Belüftungseinrichtung geführt werden, was eine besonders vollständige Trennung ermöglicht.

In derzeitig bevorzugter Ausführungsform besteht die Belüftungseinrichtung in einem Tellerbelüfter, der eine Membran umfaßt, durch welche die Luft in den Innenraum des Absetzbehälters abgegeben wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig 1 eine Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Sandwäsche;

Fig 2 eine Ausschnittsvergrößerung des in Figur 1 als "X" bezeichneten Details.

Fig. 1 zeigt die im Ganzen mit 10 bezeichnete Sandwäsche im Längsschnitt. Die 0 Sandwäsche 10 umfaßt einen in etwa trichterförmigen Absetzbehälter 20, in den von oben aus Richtung des Pfeils A das Gemisch aus Sand, organischen Bestandteilen und Wasser eingetragen wird. Der Absetzbehälter 20 besitzt an seinem oberen Ende einen Ablauf 22 zur Abführung des leichteren und damit auftreibenden organischen Materials. An seinem unteren Ende besitzt der Absetzbehälter eine Sandaustragsöffnung 24, durch die der abgetrennte und gereinigte Sand den Absetzbehälter verläßt, wonach er mit Hilfe der Förderschnecke 30 weiter abgeführt wird und die Sandwäsche in Richtung von Pfeil B verläßt. Der Antrieb für die Förderschnecke ist in der Zeichnung mit 32 bezeichnet. Weiterhin ist in dem dargestellten Beispiel in dem Absetzbehälter ein Rührer 40 mit mehreren Rührarmen 42 und dem zugehörigen 0 Rührantrieb 44 eingesetzt.

Im Bereich des Absetzbehälters 20 ist eine Belüftungseinrichtung 50 angeordnet, die sich über den gesamten Bodenbereich des Absetzbehälters 20 erstreckt und über einen Drucklufterzeuger 52 mit der erforderlichen Luft beaufschlagt wird. Die Belüf-5 tungseinrichtung wird genauer in Figur 2 beschrieben. Um sicherzustellen, daß nur gereinigter Sand in den Austragsbereich der Sandaustragsöffnung 24 gelangt, wird über eine Sanderkennung eine Mindestsandstärke über dem Behälterboden gewährleistet, die in diesem Falle mit Hilfe einer Sandsonde 60 erfolgt. Die Sanderkennungssonde kann beispielsweise nach dem Schwingungsresonanzprinzip arbeiten.

Die Fluidität der zu behandelnden Masse kann gesteuert werden, indem zusätzlich über dem Wasserzulauf 70 Wasser in den Absetzbehälter eingeleitet und damit dem Gemisch zugeführt wird.

Der Verfahrensablauf für das Sandwaschen in dieser Sandwäsche stellt sich folgendermaße dar. Nach Eintrag des Gemisches aus Sand, Wasser und organischen Bestandteilen entlang Pfeil A wird das Gemisch über die Belüftungseinrichtung 50 mit feinblasiger Luft durchperlt und gleichzeitig bis zu einem gewissen Grade gerührt. Zur Unterstützung dieser Rührbewegung wird das Gemisch zusätzlich mit dem Rührer 40 in Bewegung gehalten.

Aufgrund des Dichteunterschiedes zwischen den einzelnen Feststoffkomponenten wird sich der Sand absetzen und sich an der Belüftungseinrichtung 50 vorbei in die Sandaustragsöffnung 24 bewegen. Dabei werden organische Anteile bzw. Teile geringerer Dichte durch die feinblasige Luftzufuhr sicher in Schwebe gehalten, so daß nur die mineralischen Sandanteile in den Austragsbereich gelangen und von der Förderschnecke 30 weiter ausgetragen werden. Die Trennwirkung wird durch die zwangsweise Führung des Sandes über die Belüftungseinrichtung 50 verbessert. Der Sand wird geregelt mit Hilfe des Antriebs der Förderschnecke 32 nur dann ausgetragen, wenn durch die Sanderkennung über die Sonde 60 sichergestellt ist, daß der Sand in einer Mindeststärke über dem Behälterboden steht, die dem Abstand zwischen dem Boden des Absetzbehälters 20 und der Sonde 60 entspricht. Die Sonde 60 ist daher mit einer nicht dargestellten Regeleinrichtung und diese wiederum mit dem Antrieb 32 der Einrichtung zum Abführen des Sandes in Form der Förderschnecke 30 verbunden.

Die organischen Bestandteile, bzw. Teile geringerer Dichte werden durch den Ablauf 22 aus der Sandwäsche befördert, was durch Ausschwämmen mit durch den Zulauf 70 zugeführten Wassers unterstützt werden kann. Die Sandwäsche kann bei ent-0 sprechend großer Dimensionierung die Aufgabe des sonst vorgeschalteten Sandseparators/Sandfangs mit übernehmen.

Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform kann anstelle der Sonde 60 an dem Antrieb 44 für den Rührer 40 ein Drehmomentmesser angeordnet sein, der es ermöglicht, die Stärke der Sandschicht im Bodenbereich über das beim Rühren erforderliche Drehmoment zu bestimmen.

Figur 2 zeigt noch einmal das in Figur 1 als "x" bezeichnete Detail, d.h. die Funktion der Belüftungseinrichtung 50. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen be-

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zeichnet; Das Gemisch aus Sand, Wasser und organischen Bestandteilen strömt grundsätzlich der Schwerkraft folgend, während mineralischer Sand abgezogen wird, nach unten und wird dabei durch die entgegenströmende, von der Belüftungseinrichtung 50 feinblasig abgegebene Luft durchströmt und verwirbelt. Die Masse wird zusätzlich mit Hilfe des Rührers 40 und der Rührarme 42 gerührt bzw. bewegt. Während dieser Vorgänge bildet sich ein Dichtegradient entlang der Längsachse der Sandwäsche aus, so daß der mineralische Sand als Bestandteil höchster Dichte sich im untersten Bereich des Absetzbehälters 20 sammelt. Auf seinem Weg durch den Absetzbehälter 20 und schließlich die Sandaustragsöffnung 24 entlang der Pfeile D überströmt der Sand im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Bodenbereich und damit die über dem Bodenbereich horizontal angeordnete Belüftungseinrichtung 50, so daß eine zwangsweise Führung entlang der Belüftungseinrichtung entsteht. Die unmittelbare Führung des schon hoch aufgereinigten Sandes entlang der Belüftungseinrichtung bewirkt die weitere zusätzliche Reinigung des bereits abgesetzten Sandes, wodurch ein besonders gutes Trennverhältnis erzielt wird. Im vorliegenden Beispiel besteht die Belüftungseinrichtung 50 aus einem Tellerbelüfter, bei dem die durch den hier nicht dargestellten Drucklufterzeuger 52 mit Druckluft beaufschlagte Belüftungseinrichtung 50 zum Innenraum des Absetzbehälters 20 hin mit einer luftdurchlässigen Membran 54 abgeschlossen ist. Die Membran besteht im allgemeinen 0 aus einem luftdurchlässigen kautschukelastischen Polymer.

Claims

1. Sandwäsche (10) mit

- einem sich nach unten verjüngendem Absetzbehälter (20);

- einer im unteren Bereich des Absetzbehälters angeordneten Belüftungseinrichtung (50) zum feinblasigen Einleiten von Luft, die im wesentlichen den gesamten Bodenbereich des Absetzbehälters einnimmt,

- einer Einrichtung (30) zur Abführung des abgetrennten Sandes;

- einer Regeleinheit zur Regelung der Sandabführung

2. Sandwäsche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in dem Absetzbehälter (20) ein Rührer (40) angeordnet ist.

3. Sandwäsche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Absetzbehälters (20) eine Sanderkennungssonde (60) eingesetzt ist, die mit der Regeleinheit zur Regelung der Sandabführung verbunden ist.

4. Sandwäsche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rührer (40) ein Drehmomentmesser zugeordnet ist, der mit der Regeleinheit zur Regelung der Sandabführung verbunden ist.

5. Sandwäsche nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (50) ein Tellerbelüfter ist, der eine Membran (54) umfaßt, durch welche die Luft in den Innenraum des Absetzbehälters (20) abgegeben wird.