DE3050095C2 - Device for separating (sedimentation, gravitational separation) particles in a liquid - Google Patents

Device for separating (sedimentation, gravitational separation) particles in a liquid

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Imre Dipl.-Ing. Debrecen Gyulavári
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Novex Találmányfejlesztö és Ertékesítö Külkereskedelmi Rt., Budapest
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen (Sedimentierung, Gravitationsseparation) von in einer Flüssigkeit befindlichen Teilchen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for separating (sedimentation, gravitational separation) particles in a liquid according to the preamble of claim 1.

Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt, wozu beispielshalber auf die DE-PS 7 11 914 und die DE- PS 9 46 609 hingewiesen wird. Im Zusammenhang mit der Flüssigkeitsreinigung, insbesondere der Abwasserreinigung besteht jedoch weltweit das Problem, daß Vorrichtungen dieser Gattung in ihrer Kapazität nicht ausreichend bzw. überlastet sind, was zusätzlich dadurch an Bedeutung gewinnt, daß im Hinblick auf die Umweltschutzprobleme die Abwasserreinigungsvorschriften immer strenger werden.Such devices are generally known, for example DE-PS 7 11 914 and DE-PS 9 46 609. In connection with liquid purification, in particular waste water purification, however, there is the problem worldwide that devices of this type are insufficient in terms of their capacity or are overloaded, which is becoming even more important because the waste water purification regulations are becoming increasingly strict in view of environmental protection problems.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art in ihrer Kapazität ohne Änderung der vorhandenen Vorrichtungsteile durch zusätzliche Einbauten zur Verstärkung der Separationswirkung zu erhöhen.The object of the invention is therefore to increase the capacity of a device of the type mentioned at the outset without changing the existing device parts by means of additional fittings to enhance the separation effect.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Durch die DE-OS 25 51 907 sind zwar in zylindrische Becken eingesetzte Lamellenseparatoren mit zueinander parallelen, radial nach außen ansteigend verlaufenden Kanälen bekannt. Diese sind jedoch ebenso wie die Brücke als stillstehende Bauteile ausgebildet, so daß die bekannte Vorrichtung nicht mit der den Ausgangspunkt der Erfindung darstellenden Gattung übereinstimmt, womit sich auch die Anwendung von Lamellenseparatoren in der bekannt gewordenen Weise verbietet.DE-OS 25 51 907 discloses lamella separators inserted into cylindrical tanks with channels that run parallel to one another and rise radially outwards. However, like the bridge, these are designed as stationary components, so that the known device does not correspond to the type that forms the basis of the invention, which also prohibits the use of lamella separators in the manner that has become known.

Einen um eine Achse umlaufenden Lamellenstapel enthält die DE-OS 26 40 803. Hier sind jedoch die Lamellen waagerecht angeordnet und bedürfen einer zwischen die Lamellen eingreifenden Kratzvorrichtung. Im übrigen fehlt in diesem Falle gänzlich eine die umlaufende Schlammkratzkonstruktion tragende Brücke, so daß auch hier keine Übereinstimmung mit der der Erfindung zugrunde liegenden Gattung besteht.DE-OS 26 40 803 contains a stack of slats rotating around an axis. Here, however, the slats are arranged horizontally and require a scraper device that engages between the slats. In addition, in this case there is no bridge supporting the rotating mud scraper structure, so that here too there is no agreement with the type on which the invention is based.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, daß bei Vorrichtungen mit einer umlaufenden Brücke und einer mit dieser verbundenen und von ihr mitbewegten Schlammkratzkonstruktion paketförmige Lamellenseparatoren ggf. bei bereits vorhandenen Anlagen nachträglich ohne Änderung der vorhandenen Konstruktion mitumlaufend eingesetzt werden können, wobei das Gewicht der Lamellenseparatoren wenigstens teilweise von den Schwimmkörpern aufgenommen wird, so daß es auch diesbezüglich einer Ergänzung oder Verstärkung der vorhandenen Einrichtung nicht bedarf. Damit ist es aber in einfacher Weise gelungen, die Kapazität der jeweiligen Anlage durch die die Separation intensivierende Wirkung der Lamellenseparatoren nennenswert zu erhöhen, so daß einer vorhandenen Überlastung durch einfaches Einsetzen vorgefertigter Elemente schnell und in einem Zuge abgeholfen ist. Wie sich gezeigt hat, liegt die erreichte Kapazitätserhöhung im Bereich von 50% bis 150%.The measures according to the invention mean that, in devices with a rotating bridge and a sludge scraper structure connected to it and moved by it, package-shaped lamella separators can be retrofitted to existing systems without changing the existing structure, whereby the weight of the lamella separators is at least partially taken up by the floating bodies, so that in this respect there is no need to add to or reinforce the existing equipment. This makes it possible to significantly increase the capacity of the respective system in a simple way through the separation-intensifying effect of the lamella separators, so that an existing overload can be remedied quickly and in one go by simply inserting prefabricated elements. As has been shown, the achieved increase in capacity is in the range of 50% to 150%.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich durch Anwendung der in den Ansprüchen 2 bis 9 angegebenen Merkmale.Advantageous embodiments of the subject matter of the invention result from application of the features specified in claims 2 to 9.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtEmbodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. The drawing shows

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Becken mit einer umlaufenden Brücke und einer mit dieser verbundenen und von ihr mitbewegten Schlammkratzkonstruktion; Fig. 1 is a vertical section through a basin with a surrounding bridge and a mud scraper structure connected to it and moved by it;

Fig. 2 die vereinfachte Draufsicht auf den Gegenstand gemäß Fig. 1; Fig. 2 shows a simplified plan view of the object according to Fig. 1;

Fig. 3 die Vorderansicht eines Lamellenseparators in vergrößerter Darstellung und Fig. 3 the front view of a lamella separator in an enlarged view and

Fig. 4 den Lamellenseparator gemäß Fig. 3 in Seitenansicht. Fig. 4 shows the lamella separator according to Fig. 3 in side view.

Fig. 1 zeigt ein kreisförmiges Becken mit einer darin umlaufenden Schlammkratzkonstruktion 2, die mit einer ebenfalls umlaufenden Brücke 20 verbunden ist. Diese Schlammkratzkonstruktion kann einen, zwei oder mehrere Arme aufweisen. Fig. 1 shows a circular basin with a sludge scraper structure 2 running around it, which is connected to a bridge 20 that also runs around it. This sludge scraper structure can have one, two or more arms.

Das Becken besteht im allgemeinen aus Stahlbeton und hat einen nach der Mitte zu geneigten Boden, in dessen Mitte eine Schlammgrube 3 ausgebildet ist. Eine Wasserverteilvorrichtung 4 ist in der Mitte angeordnet und wird von einer Rohwasserleitung 5 gespeist.The basin is generally made of reinforced concrete and has a floor sloping towards the centre, in the centre of which is formed a sludge pit 3. A water distribution device 4 is arranged in the centre and is fed by a raw water pipe 5 .

Um das Becken herum sind eine ringförmige Überlaufmulde 6 und eine Leitschiene für die umlaufende Kratzkonstruktion angeordnet, welche von einem Antriebsmotor 7 angetrieben wird und um die Achse des Beckens mit entsprechender Drehgeschwindigkeit umläuft.Arranged around the basin are an annular overflow trough 6 and a guide rail for the rotating scraper construction, which is driven by a drive motor 7 and rotates around the axis of the basin at a corresponding rotational speed.

Im Becken befindet sich ein Separationsraum 1.There is a separation chamber 1 in the basin.

Die zu klärende Flüssigkeit kommt durch die Rohwasserleitung 5 an und gelangt in die Wasserverteilvorrichtung 4, wo sie gleichmäßig verteilt wird und dann in radialer Richtung den gesamten Querschnitt des Beckens durchströmt. Der dabei entstehende Schlamm sinkt auf den Boden ab und wird von dort durch die umlaufende Kratzvorrichtung 2 in die Schlammgrube 3 befördert, von wo aus der Schlamm durch die Schlammleitung 8 einer weiteren Schlammbehandlung ( Kompostierung, maschinelle Entwässerung, Verbrennen) zugeführt werden kann.The liquid to be clarified arrives through the raw water pipe 5 and reaches the water distribution device 4 , where it is evenly distributed and then flows in a radial direction through the entire cross-section of the basin. The resulting sludge sinks to the bottom and is transported from there by the rotating scraper device 2 into the sludge pit 3 , from where the sludge can be fed through the sludge pipe 8 for further sludge treatment (composting, mechanical dewatering, incineration).

Das geklärte Wasser verläßt das Becken über die Überlaufkante 9 und die Mulde 6 sowie die Leitung 10. Vor der Überlaufkante 9 befindet sich im allgemeinen eine Tauchwand 11, die das Austreten des sog. Schwimmschlammes verhindert.The clarified water leaves the pool via the overflow edge 9 and the trough 6 as well as the pipe 10. In front of the overflow edge 9 there is generally a baffle 11 which prevents the so-called floating sludge from escaping.

Auf der Flüssigkeitsoberfläche 12 ist wenigstens ein Schwimmkörper 13 angeordnet, an dem mit Hilfe von Aufhängeelementen 14 etwa 20 bis 80 cm unter der Wasseroberfläche Lamellenseparatoren 15 aufgehängt sind, und zwar so, daß sie zueinander parallele, radial nach außen ansteigende Kanäle aufweisen.At least one floating body 13 is arranged on the liquid surface 12 , on which lamellar separators 15 are suspended by means of suspension elements 14 approximately 20 to 80 cm below the water surface, in such a way that they have channels that are parallel to one another and rise radially outwards.

Die Schwimmkörper 13 sind mit Verbindungsprofilen 16 untereinander und mit der umlaufenden Schlammkratzkonstruktion 2 verbunden und vollführen auf diese Weise zusammen mit der Kratzkonstruktion im Becken eine Drehbewegung.The floating bodies 13 are connected to each other and to the surrounding mud scraper structure 2 by connecting profiles 16 and in this way perform a rotary movement together with the scraper structure in the pool.

An dem der Außenwand des Beckens zugewandten Schwimmkörper 13 ist eine hängende Wand 17 befestigt, die das Wasser zwingt, durch die Lamellenseparatoren 15 zu strömen.A hanging wall 17 is attached to the floating body 13 facing the outer wall of the pool, which forces the water to flow through the lamella separators 15 .

Das aus der Rohwasserleitung 5 ankommende Wasser strömt nach Durchlaufen der Wasserverteilvorrichtung 4 zuerst in radialer Richtung nach außen, steigt dann etwas nach oben an und tritt in die Lamellenseparatoren 15 ein, wo unter den Bedingungen laminarer Strömung intensive Klär- und Abscheidungsprozesse verlaufen. Die spezifisch schwereren Stoffe setzen sich auf dem Beckenboden ab, die spezifisch leichteren Stoffe steigen an die Oberfläche und bilden hier den Schwimmschlamm.The water arriving from the raw water pipe 5 flows outwards in a radial direction after passing through the water distribution device 4 , then rises slightly upwards and enters the lamella separators 15 , where intensive clarification and separation processes take place under the conditions of laminar flow. The substances with a higher specific gravity settle on the bottom of the tank, the substances with a lower specific gravity rise to the surface and form the floating sludge.

Der sich an der Flüssigkeitsoberfläche 12 ansammelnde Schwimmschlamm schwimmt nach außen und wird mit einem an der Schlammkratzvorrichtung 2 befestigten, an sich bekannten Element 18 entfernt und in den dafür vorgesehenen Sammelraum 19 befördert.The floating sludge accumulating on the liquid surface 12 floats outwards and is removed by a known element 18 attached to the sludge scraping device 2 and conveyed into the collecting space 19 provided for this purpose.

Die Schwimmkörper 13 haben in Radialrichtung des Beckens entsprechende Öffnungen 21, die eine Oberflächenströmung und die Weiterführung des Schwimmschlammes ermöglichen. Die Stangen der Aufhängeelemente 14 der Schwimmkörper 13 können als Stützfüße 22 ausgebildet sein, die bei eventuell eintretenden Betriebsstörungen oder der zu Reinigungszwecken vorgenommenen Entwässerung des Beckens in Funktion treten. In diesem Falle stützen sich die Schwimmkörper 13 und die Lamellenseparatoren 15 auf den Stützfüßen 22 ab und stehen so auf dem Boden des Beckens. Die Länge der Stützfüße 22 kann entsprechend dem Verlauf des Beckenbodens unterschiedlich sein.The floating bodies 13 have corresponding openings 21 in the radial direction of the pool, which enable a surface flow and the further transport of the floating sludge. The rods of the suspension elements 14 of the floating bodies 13 can be designed as support feet 22 , which come into operation in the event of any operational disruptions or when the pool is drained for cleaning purposes. In this case, the floating bodies 13 and the lamella separators 15 are supported on the support feet 22 and thus stand on the floor of the pool. The length of the support feet 22 can vary depending on the shape of the pool floor.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind in dem Becken die Schwimmkörper 13 z. B. in Radialrichtung nebeneinander angeordnet. An den Schwimmkörpern sind die Lamellenseparatoren 15 aufgehängt. Die Schwimmkörper 13 sind untereinander und mit der Schlammkratzkonstruktion verbunden und vollführen mit dieser eine Drehbewegung. Die Lamellenseparatoren 15 werden durch einen Lamellenhalter 23 (siehe Fig. 3) zusammengehalten.As can be seen from Fig. 2, the floating bodies 13 are arranged next to one another in the basin, for example in a radial direction. The lamella separators 15 are suspended from the floating bodies. The floating bodies 13 are connected to one another and to the sludge scraper structure and perform a rotary movement with it. The lamella separators 15 are held together by a lamella holder 23 (see Fig. 3).

Die Schwimmkörper 13 und die Lamellenseparatoren 15 können in einfacher Weise fabrikmäßig hergestellt sein. Sie bestehen zweckmäßig aus korrosionsbeständigem Material, z. B. aus Kunststoffen, in erster Linie glasfaserverstärktem Polyester, PVC, Polyethylen oder aus Stahl, Aluminium, Holz oder Gummi. Die Schwimmkörper können kompakt, hohl oder sandwich-förmig aufgebaut sein. Auch aufblasbare Körper können als Schwimmkörper verwendet werden.The floating bodies 13 and the lamella separators 15 can be manufactured in a simple manner. They are conveniently made of corrosion-resistant material, e.g. plastics, primarily glass-fibre reinforced polyester, PVC, polyethylene or steel, aluminium, wood or rubber. The floating bodies can be compact, hollow or sandwich-shaped. Inflatable bodies can also be used as floating bodies.

Der Antriebsmotor 7 der Brücke 20 und damit der umlaufenden Schlammkratzkonstruktion 2 ist im allgemeinen am äußeren Umfang des Beckens 1 angeordnet. Werden bereits vorhandene Vorrichtungen durch Lamellenseparatoren ergänzt, so muß darauf geachtet werden, daß für die umlaufende Bewegung der Schwimmkörper 15 ein Mehrbetrag an Energie erforderlich ist. Der Antriebsmotor 7 muß dann eventuell gegen einen stärkeren Motor ausgewechselt werden.The drive motor 7 of the bridge 20 and thus of the rotating mud scraper structure 2 is generally arranged on the outer periphery of the basin 1. If existing devices are supplemented by lamella separators, it must be noted that an additional amount of energy is required for the rotating movement of the floating bodies 15. The drive motor 7 may then have to be replaced with a more powerful motor.

Die Schwimmkörper 15 sind mit kompakten oder hohlen Rippen versehen, die in Radialrichtung zusammenhängend verlaufen, während die darauf ungefähr senkrecht stehenden Rippen nur obere Verbindungselemente 24 sind, unter denen das Wasser und der Schwimmschlamm ungehindert durchtreten können. Die Eintauchtiefe der Schwimmkörper wird so gewählt, daß eine ungehinderte Oberflächenströmung in radialer Richtung möglich ist.The floating bodies 15 are provided with compact or hollow ribs which run continuously in the radial direction, while the ribs which are approximately perpendicular to them are only upper connecting elements 24 under which the water and the floating sludge can pass unhindered. The immersion depth of the floating bodies is selected so that an unhindered surface flow in the radial direction is possible.

Die radialen Rippen der Schwimmkörper 15 sind unten keilförmige Dreieckskörper, an denen der aufsteigende Schlamm ungehindert entlanggleiten kann. Zum Einsenken, Herausheben und zum Transport sind an den Schwimmkörpern Haken 25 angebracht. Die Schwimmkörper sind an ihren Rippen bzw. ihren äußeren Flächen mit einem elastischen Material, z. B. Polyethylenschaum oder einer Gummischicht, überzogen. Die einzelnen Schwimmkörper 15 haben in Radialrichtung bzw. senkrecht dazu lösbare Verbindungselemente 26, mit denen sie zu einem zusammenhängenden Schwimmkörpersystem verbunden werden können. Durch Lösen der Verbindungselemente 26 kann das System wieder in seine Teile zerlegt werden.The radial ribs of the floating bodies 15 are wedge-shaped triangular bodies at the bottom, along which the rising mud can slide unhindered. Hooks 25 are attached to the floating bodies for lowering, lifting and transport. The floating bodies are covered on their ribs or their outer surfaces with an elastic material, e.g. polyethylene foam or a rubber layer. The individual floating bodies 15 have connecting elements 26 that can be released in the radial direction or perpendicular to it, with which they can be connected to form a coherent floating body system. By releasing the connecting elements 26, the system can be dismantled into its parts again.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Abtrennen (Sedimentierung, Gravitationsseparation) von in einer Flüssigkeit befindlichen spezifisch leichteren oder spezifisch leichteren und schwereren festen und/oder flüssigen Teilchen für radial durchflossene, im wesentlichen zylindrische Becken mit senkrechter Achse mit einer umlaufenden Brücke und einer mit dieser verbundenen und von ihr mitbewegten Schlammkratzkonstruktion, wobei in den Becken in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen ein Vorabsetzraum und ein ein- oder mehrstufiger Separationsraum vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Separationsraum (1) Lamellenseparatoren (15) eingesetzt sind, deren zueinander parallele Kanäle radial und nach außen ansteigend verlaufen, daß mit der Brücke (20) hinsichtlich der Umlaufbewegung gekoppelte Schwimmkörper (13) vorgesehen sind und daß die Lamellenseparatoren (15) wenigstens teilweise von den Schwimmkörpern (13) getragen sind. 1. Device for separating (sedimentation, gravitational separation) of specifically lighter or specifically lighter and heavier solid and/or liquid particles in a liquid for radially flowing, essentially cylindrical tanks with a vertical axis with a circumferential bridge and a sludge scraper structure connected to this and moved by it, wherein in the tanks, seen in the flow direction of the liquid, there are a pre-settling space and a single- or multi-stage separation space, characterized in that lamellar separators ( 15 ) are used in the separation space ( 1 ), the channels of which run parallel to one another radially and rise outwards, that floating bodies ( 13 ) coupled to the bridge ( 20 ) with regard to the circulating movement are provided and that the lamellar separators ( 15 ) are at least partially carried by the floating bodies ( 13 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lamellenseparatoren (15) über den gesamten Separationsraum (1) erstrecken. 2. Device according to claim 1, characterized in that the lamella separators ( 15 ) extend over the entire separation space ( 1 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lamellenseparatoren (15) nur über den äußeren Ringbereich des Separationsraumes (1) erstrecken. 3. Device according to claim 1, characterized in that the lamella separators ( 15 ) extend only over the outer ring region of the separation space ( 1 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lamellenseparatoren (15) nur über ein Segment des Separationsraumes (1) erstrecken. 4. Device according to claim 1 or 3, characterized in that the lamella separators ( 15 ) extend only over a segment of the separation space ( 1 ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenseparatoren (15) mit ihren Enden an je einem Schwimmkörper (13) befestigt sind und die Schwimmkörper (13) mit über der Flüssigkeitsoberfläche (12) befindlichen, im wesentlichen radial verlaufenden Verbindungselementen (24, 26) untereinander verbunden sind. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lamella separators ( 15 ) are each fastened by their ends to a floating body ( 13 ) and the floating bodies ( 13 ) are connected to one another by essentially radially extending connecting elements ( 24, 26 ) located above the liquid surface ( 12 ). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schwimmkörpern (13) radial gerichtete Öffnungen (21) ausgebildet sind und sich wenigstens 80% des Öffnungsquerschnittes über der Wasseroberfläche (12) befindet. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that radially directed openings ( 21 ) are formed in the floating bodies ( 13 ) and at least 80% of the opening cross section is located above the water surface ( 12 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Tragen der Lamellenseparatoren (15) an den Schwimmkörpern (13) Aufhängeelemente (14) vorgesehen sind und daß diese als Stützfüße (22) ausgebildet sind. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that suspension elements ( 14 ) are provided on the floating bodies ( 13 ) for supporting the lamella separators ( 15 ) and that these are designed as support feet ( 22 ). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich von den radial äußeren Schwimmkörpern (13) eine hängende Wand (17) bis zum Boden des Separationsraumes (1)erstreckt. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a hanging wall ( 17 ) extends from the radially outer floating bodies ( 13 ) to the bottom of the separation chamber ( 1 ). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (13) mittels lösbarer Verbindungselemente (24, 26) miteinander verbunden sind. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the floating bodies ( 13 ) are connected to one another by means of detachable connecting elements ( 24, 26 ).
DE3050095A 1979-03-26 1980-01-24 Device for separating (sedimentation, gravitational separation) particles in a liquid Expired DE3050095C2 (en)

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