DE3403718A1

DE3403718A1 - Leichtfluessigkeitsabscheider

Info

Publication number: DE3403718A1
Application number: DE19843403718
Authority: DE
Inventors: Walter 6252 Diez Weiler
Original assignee: Passavant Werke Ag & Co Kg 6209 Aarbergen; Passavant Werke AG and Co KG
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1985-08-08
Also published as: DE3403718C2

Description

Leichtflüssigkeitsabscheider
Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf einen Leichtflüssigkeitsabscheider mit einer im wesentlichen horizontal durchströmten Beruhigungskammer, bei deren Durchströmen die Leichtflüssigkeiten Gelegenheit haben, an die Oberfläche aufzuschwimmen. Der Reinwasser-Ablauf ist in Bodennähe angeordnet und ggf. mit einem von einem Schwimmer betätigten Verschluß versehen, Dem gegenüberliegenden oberen Zulauf ist in der Regel eine Einlaufgarnitur zugeordnet, die dem Zulaufstrom den Impuls nehmen und ihn nach unten umlenken soll.
Es hat sich gezeigt, daß das zu trennende Gemisch mit nur wenig verringerter Geschwindigkeit in die Beruhigungskammer eintritt. Der Eintrittsquerschnitt ist punkt- oder streifenförmig. Da auch der etwa auf gleicher Höhe liegende Reinwasser-Ablauf punkt- oder streifenförmig ist, bewegt sich das zu trennende Gemisch auf einem geradlinigen Weg durch den unteren Bereich der Beruhigungskammer. Die darüber liegenden Abschnitte unterhalb der Schwimmschicht sind Totwasserzonen, die zur Abscheidung der Leichtflüssigkeit praktisch nichts beitragen; sie werden lediglich von den aufsteigenden Leichtflüssigkeitstropfen durchströmt. Es ist zwar schon durch besondere Gestaltung der Einlaufgarnitur versucht worden, diese Totwasserzonen zu verringern und somit die Aufenthaltszeit des Gemischs in der Beruhigungskammer zu vergrößern; diesen Bemühungen war jedoch nur ein bescheidener Erfolg beschieden. Insgesamt ist die hydraulische Gestaltung und die bauvolumenbezogene Ausnutzung der derzeitigen Leichtflüssigkeitsabscheider unbefriedigend und verbesserungswürdig.
Die Aufgabe, den hydraulischen Abscheidegrad zu verbessern oder die Durchflußleistung zu erhöhen oder das Abscheidervolumen zu verringern, wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Einlaufgarnitur als eine den Zulaufstrom unter Impulsvernichtung über den wirksamen Querschnitt verteilende, eine Vielzahl von Durchströmöffnungen und/oder -kanälen aufweisende Netz- und/oder Raumgitterstruktur ausgebildet ist. Der Zulaufstrom wird also jetzt nicht mehr nur umgelenkt, sondern er wird auf den ganzen verfügbaren Querschnitt aufgefächert und dabei auf eine wesentlich geringe Strömungsgeschwindigkeit abgebremst. Der Zulaufstrom durchströmt den ganzen verfügbaren Querschnitt laminar und in Form einer Pfropfenströmung, in der die Aufstiegswege für die Leichtflüssigkeitstropfen zum Teil drastisch verkürzt sind. Da auch die Aufenthaltszeit verlängert ist, haben auch kleinste Leichtflüssigkeitströpfchen, die bei den bisher üblichen Abscheidern nicht abgetrennt werden konnten, ausreichend Zeit, nach oben aufzuschwimmen.
Für die Netz- und/oder Raumgitterstruktur kommt praktisch jedes Material in Frage, das eine ausreichende Zahl von gleichmäßig verteilten Durchlaßöffnungen und/oder -kanälen aufweist. Vorzugsweise wird ein offenporiger Filterschaum aus Polyester auf Polyurethanbasis mit einem offenen Volumen von mindestens 70 % oder ein aus Metallfäden bestehendes Gestrick verwendet. Das Polyester kann zwecks Erreichen einer gewissen Elastizität halbhart eingestellt sein.
Es hat sich gezeigt, daß das Polyester auf die Leichtflüssigkeitströpfchen auch einen koaleszierenden Effekt ausübt. Die Tröpfchen werden also beim Durchströmen der Einlaufstruktur an den Stegen festgehalten und so lange durch Aggregation vergrößert, bis ihre Auftriebskraft die Haftkraft übersteigt und sie zur Flüssigkeitsoberfläche aufschwimmen können. Zu diesem Zweck kann die Einlaufstruktur im Bereich der Schwimmschicht größerporig oder ganz weggelassen sein.
Um zu verhindern, daß die bereits abgetrennte Leichtflüssigkeit wieder rückwärts in den Zulauf gelangt, kann der dem Zulauf gegenüberliegende Teil der Struktur mit Trennelementen versehen sein, beispielsweise mit einem kurzen gewölbt und/oder geneigt verlaufenden Leitblech.
Um zu erreichen, daß der Zulaufstrom über die ganze Höhe des verfügbaren Querschnitts gleichmäßig verteilt wird, kann der freie Querschnitt der Durchströmöffnungen und/oder -kanäle der Struktur oben kleiner als unten gemacht werden. Diese größere Drosselung im oberen Abschnitt kann man auch durch eine größere Dicke der Struktur erreichen.
Ein Problem, das bei dieser neuen Einlaufstruktur gelöst werden muß, ist der Anfall von Schlamm. Auch bei Vorschalten eines Schlammfangs gelangen nämlich mit dem Gemischstrom auch noch Sinkstoffpartikel in den Leichtflüssigkeitsabscheider. Durch die jetzt wesentlich verringerte Strömungsgeschwindigkeit können diese Sinkstoffpartikel im Leichtflüssigkeitsabscheider abgetrennt werden. Die Abtrennung beginnt aber schon im Bereich der Einlaufgarnitur. Um den Sinkstoffen im Einlaufverteilbereich die Möglichkeit zum Absinken zu geben, wird zunächst vorgeschlagen, die Netz- und/ oder Raumgitterstruktur im Abstand von der zulaufseitigen Stirnwand der Beruhigungskammer anzuordnen.
Für die innerhalb der Netz- und/oder Raumgitterstruktur absinkenden Partikel schafft man einen freien Sinkweg, indem man vorzugsweise diese Struktur im Abstand vom Boden der Beruhigungskammer enden läßt und diesen freien Bereich z. B. durch ein gebogenes, mit Durchtrittsöffnungen für die Sinkstoffpartikel versehenes Leitblech oder dergleichen gegen den Zulaufkanal abgrenzt, so daß es vom Gemisch nicht durchflossen wird.
Trotz dieser Möglichkeit zur Schlammabführung kann es vorkommen, daß Schlammpartikel, ggf. zusammen mit verharzenden oder erstarrenden Leichtstoffpartikeln in der Einlaufstruktur hängen bleiben und diese allmählich verstopfen. Es besteht daher das Bedürfnis, die Einlaufstruktur von Zeit zu Zeit von diesen Ablagerungen freizuspülen. Dies kann außerhalb des Abscheiders geschehen, nachdem die aus Leit- und Trennelementen und der Netz- und/oder Raumgitterstruktur bestehende Baueinheit herausgenommen wurde, oder innerhalb mit Hilfe eines auf der Austrittsseite der Netz- und/oder Raum- <Jit(:erstrllktur auf und abb#'wegLen , von eLR r l)I'tlCkpumpe beaufschlagten Spritzrohres. Der sich dabei auf der Eintrittsseite der Netz- und/oder Raumgitterstruktur ansammelnde Spülschlamm wird durch den nächsten Gemischzulauf in die Beruhigungskammer geschwemmt und kann sich dort auftrennen. Das Rückspülwasser kann der Beruhigungskammer selber in einer von Schwimm- und Sinkstoffen freien Höhe entnommen werden.
Für beide Arten von Rückspülvorgängen ist es zweckmäßig, wenn sich über der Einlaufverteilstruktur ein zusätzlicher oder der notwendige Kontrollschacht befindet.
In diesem Schacht kann die Handhabe für die herausnehmbare Struktur oder die Spritzwasserpumpe und die Bewegungsvorrichtung für das Spritzrohr untergebracht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele noch weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform mit herausnehmbarer Einlaufgarnitur im vertikalen Längsschnitt, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform mit abspritzbarer Einlaufgarnitur, ebenfalls im vertikalen Längsschnitt, Fig. 3 ein geändertes Detail der Einlaufgarnitur, Fig. 4 die Einlaufgarnitur in einer weiteren Ausführungsform, und Fig. 5 die Einlaufgarnitur in einer nochmals geänderten Bauform.
Bei dem Abscheider nach Fig. 1 handelt es sich um ein gußeisernes Modell mit an das Gehäuse 1 unmittelbar angegossenem Auslaufstutzen 2, Tauchwand 3 und Entlüftungsrohr 4. Der obere Rand des Gehäuses enthält eine Rille 5 für das tagwasserdichte Einlegen der Deckel 6.
Die Einlaufgarnitur 7 ist als herausnehmbares Bauteil ausgebildet und besteht ebenfalls aus einem Gußteil 8 und einer in dessen Zutrittsöffnung eingesetzten Raumgitterstruktur 9. Das Gußteil 8 enthält oben ein gekrümmtes Leichtblech 10, das als Tauch- und Trennwand 11 etwa in Höhe der zu erwartenden Grenzlinie 12 zwischen Schwimmschicht 13 und Wasser 14 endet. Durch diese Tauch-und Trennwand 11 wird die sich in der Beruhigungskammer 15 sammelnde Leichtflüssigkeit 13 daran gehindert, in den Zulaufstutzen 16 zurückzufließen. Am Fuß ist das Gußteil 8 als vertikale Stauwand 17 ausgebildet, die sich gegen eine am Gehäuseboden angeformte Anschlagleiste 18 anlehnt. Die Stauwand 17 ist seitlich in Form von Distanzstücken 19 herumgezogen. Oben wird das Einbauteil 7 von einem Vorreiber 20 gehalten.
Die in das Gußteil integrierte Raumgitterstruktur 9 ist auf der Einlaufseite des Leitblechs 10 so weit hochgezogen, daß das auftreffende Gemisch wirksam abgebremst wird. Hinter dem Leitblech 10 ist die Struktur ausgespart, so daß die in der Struktur durch Loaleszens zurückgehaltenen Flüssigkeitströpfchen ungehindert in die Schwimmschicht 13 aufsteigen können. Die Dicke der Raumgitterstruktur 9 nimmt von oben nach unten ab. Dies dient dem Zweck, den Durchströmwiderstand oben gegenüber unten zu vergrößern und das zulaufende Gemisch über die ganze Anströmfläche der Struktur wirksam zu verteilen tind für alle Teile qlcich> GeschwindiqAieitsver- hältnisse zu schaffen. Die am Fuß der Raumgitterstruktur angeordnete Stauwand 17 ermöglicht es den in der Einlaufverteilzone abgeschiedenen Sinkstoffteilchen, wirbelfrei und ohne Schleppkräfte zu Boden zu sinken. Die sich im Betrieb einstellende Pfropfenströmung in der Beruhigungskammer 15 ist durch Pfeile 22, 23 dargestellt. Vor der auslaufseitigen Tauchwand 3 wird die Strömung zusammengezogen und verläßt den Abscheider mit erhöhter Geschwindigkeit.
Die sich an der Oberfläche ansammelnde Schwimmschicht 13 wird zweckmäßigerweise durch eine (nicht dargestellte) höheneinstellbare Abzugsrinne ständig aboeschöpft, so daß sie die in der Abbildung gezeigte Dicke nicht überschreitet. Nach einer gewissen Betriebszeit, die sich durch einen Stau vor der Raumgitterstruktur ankündigt, muß die Raumgitterstruktur von etwaigen Ablagerungen befreit werden. Sie kann hierzu nach Lösen des Vorreibers 20 herausgehoben und dort abgespritzt werden. Es ist zweckmäßig, vorher zumindest die Leichtflüssigkeitsschicht möglichst restlos ablaufen zu lassen.
Fig.2 zeigt ein in Stahlbetonbauweise erstelltes Abscheiderbecken 31 mit Abdeckplatte 36 und einem von Schachtringen 32 gebildeten Kontroll- und Wartungsschacht 33 mit Steigeinrichtungen 34. Die Raumgitterstruktur 39 ist hier zusammen mit der oberen Trennwand 30 und der unteren Leitwand 37 als fest installiertes Einbauteil ausgebildet. Die untere Leitwand 37 ist für den Durchtritt der Sinkstoffpartikel gelocht oder geschlitzt. Zum Rückspülen der Raumgitterstruktur ist eine auf deren Abströmseite angeordnete Abspritzein- richtung vorgesehen, die ein in Führungen 40 verschiebbares Spritzrohr 41 enthält. Das Spritzwasser wird von einer im Kontrollschacht 33 aufgehängten Pumpe 42 über einen Schlauch 43 geliefert, die das Wasser der Beruhigungskammer 45 in einer schwimm- und sinkstofffreien Höhe entnimmt. Nach Gebrauch wird das Spritzrohr 41 mittels der Handhabe 46 im Kontrollschacht aufgehängt. Der sich in der Einlaufverteilkammer 44 sammelnde Spülschlamm trennt sich bis zur Wiederinbetriebnahme in einen Sinkstoff- und einen Schwimmstoffanteil. Der Schwimmstoffanteil wird von dem ersten Zulauf in die Beruhigungskammer überführt.
Fig. 3 zeigt eine Einlaufgarnitur, bei der sich an das Leitblech 11 noch mehrere, nach hinten kürzer werdende Lamellen 47 anschließen, die dem Zweck dienen, den durch Loaleszenz in der Raumgitterstruktur 49 abgeschiedenen Leichtflüssigkeitstropfen einen ungestörten Aufsteigsweg zu bieten und gleichzeitig deren Rückfluß in den Einlaufbereich zu behindern. Bei der in Fig. 4 gezeigten schrägen Lamellenanordnung 48 wird dieser Aufstieg noch durch nach oben umgelegenkte Teilströme des Gemischs gefördert.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Lamellen fortgelassen; dafür ist aber eine einzige Tauchwand 50 vorgesehen, die in einem Gelenk 51 schwenkbar aufgehängt ist und mit einem auf die Leichtflüssigkeit eintarierten Schwimmer 52 der wachsenden Schwimmstoffschicht derart folgt, daß ihre Unterkante stets tiefer als die Trennschicht 53 liegt. Dadurch wird stets der maximal mögliche Querschnitt der Raumgitterstruktur genützt, und alle in der Struktur gefangenen Tropfen steigen hinter der Trennwand 50 auf.
Es sind noch weitere Abwandlungen der gezeigten Ausführungsformen denkbar. So kann die Raumgitterstruktur aus mehreren hintereinander durchströmten Schichten mit abnehmender Kanalgröße bestehen. Ein zwischen den Schichten verbleibender Hohlraum dient wieder als Aufstieg für die Leichtstoffe und zum Abtrennen von Sinkstoffen.
- Leerseite -

Claims

Bezeichung Leichtflüssigkeitsabscheider Patentansprüche 1. Leichtflüssigkeitsabscheider mit einer im wesentlichen horizontal durchströmten Beruhigungskammer, einem in deren Bodennähe angeordneten Reinwasser-Ablauf und einer ihrem oberen Zulauf vorgeordneten Einlaufgarnitur, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufgarnitur als eine den Zulaufstrom unter Impulsvernichtung über den wirksamen Abscheiderquerschnitt verteilende, eine Vielzahl von Durchströmöffnungen und/oder -kanälen aufweisende Netz- und/oder Raumgitterstruktur (9, 39, 49) ausgebildet ist.
2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Netz- und/oder Raumgitterstruktur (9, 39, 49) aus einem auf die Leichtflüssigkeitströpfchen koaleszierend wirkenden Material besteht.
3. Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Netz- und/oder Raumgitterstruktur (9, 39, 49) aus einem offenporig geschäumten Polyester auf Polyurethanbasis besteht.
4. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Netz- und/oder Raumgitterstruktur (9, 39, 49) aus einem Metallfadengestrick besteht.
5. Abscheider nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, dem Zulauf (16) gegenüberliegende Teil der Netz- und/oder Raumgitterstruktur mit den Rücklauf der abgeschiedenen Leichtflüssigkeit in den Zulauf verhindernden Trennelementen (11, 30, 50) versehen ist.
6. Abscheider nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt der Durchströmöffnungen und/oder -kanäle oben kleiner ist als unten.
7. Abscheider nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Netz- und/ oder Raumgitterstruktur (9) von oben nach unten abnehmende Dicke hat.
8. Abscheider nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Netz- und/ oder Raumgitterstruktur (9, 39, 49) von der zulaufseitigen Stirnwand der Beruhigungskammer (15, 45) einen das Absinken von Schlamm ermöglichenden Abstand hat.
9. Abscheider nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ggf. mit Leit- und/oder Trennblechen versehene Netz- und/oder Raumgitterstruktur als herausnehmbare Einheit ausgebildet ist.
10. Abscheider nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchströmrichtung hinter der Netz- und/oder Raumgitterstruktur (39) ein über die ganze Querschnittsfläche auf- und abbewegbares, mit Spülwasser beaufschlagbares Spritzrohr (41) vorgesehen ist.
11. Abscheider nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, mit einem Kontrollschacht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrollschacht (33) über der Einlaufpartie und der Abspritzvorrichtung angeordnet ist.