DE3520217A1 - METHOD AND SYSTEM FOR WATER TREATMENT WITH A FLAKED FLUIDIZED LAYER - Google Patents
METHOD AND SYSTEM FOR WATER TREATMENT WITH A FLAKED FLUIDIZED LAYERInfo
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- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5281—Installations for water purification using chemical agents
Description
Verfahren und Anlage zur Wasseraufbereitung mit einer Flockenwirbelschicht .Process and system for water treatment with a flake fluidized bed.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Wasseraufbereitung mit einer Flockenwirbelschicht, in der Flocken ausgeflockt und abgetrennt werden.The invention relates to a method and a system for water treatment with a flake fluidized bed, in which the flakes are flocculated and separated.
In Anlagen zur Wasseraufbereitung mit Hilfe der Flockenwirbelschicht werden zur Leistungssteigerung schräge Wände eingebaut, die in den Raum der Flockenwirbelschicht eingetaucht sind und diesen in weitere Räume unterteilen. Die oberen schrägen Wände der auf diese Weise entstandenen Abschnitte sind mit Deflektoren versehen, die unteren Wände sind glatt. Die Deflektoren unterstützen die Ausflockung. Die entstandenen Flocken sinken auf die untere Wand und verschieben sich nach unten, gegen die Stromrichtung. Sobald sie die untere Wandkante erreichen, werden sie mit dem steigenden Flüssigkeitsstrom nach oben mitgerissen. Die Wirkung der Klärung wird durch periodisch sich wiederholende Durchfloßänderung unterstützt. Bei dieser Anordnung läßt sich eine Oberflächenbelastung der AusflockungsIn systems for water treatment with the help of the flake fluidized bed are used to increase performance built inclined walls, which are immersed in the space of the flake fluidized bed and this divide into further rooms. The upper sloping walls of the sections created in this way are provided with deflectors, the lower walls are smooth. The deflectors support the flocculation. The resulting flakes sink to the lower wall and shift downwards, against the current direction. As soon as they reach the lower edge of the wall, they will with the increasing flow of liquid carried upwards. The effect of the clarification is repeated periodically Flow change assisted. With this arrangement, a surface load on the flocculation can be avoided
*-1
becken von 15 bis 20 m'.h erzielen.*-1
Achieve pools of 15 to 20 m.h.
Die jetzigen Anlagen weisen folgende Nachteile auf: Durch den Einbau von schrägen Wänden in einem rechtwinkligen Becken mit senkrechten Wänden entstehen nicht ausgenutzte Räume. Die Teilräume werden bloß teilweise für das Schweben ausgenutzt, denn in dem Raum an der unteren Wand sinkt der Schlamm ab. Die Deflektoren sind einseitig angebracht, so daß sie im ganzen Volumen der Suspension nicht wirken.The current systems have the following disadvantages: By installing inclined walls in one Right-angled pools with vertical walls create unused spaces. The subspaces are only partially used for floating, because the mud sinks in the room on the lower wall. The deflectors are attached on one side so that they do not act in the entire volume of the suspension.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, Verfahren und Anlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein besserer Arbeitswirkungsgrad erreicht werden kann.The object on which the invention is based is to provide the method and system mentioned at the outset Kind to train so that a better work efficiency can be achieved.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Flocken verdickt und vergrößert werden durch Rotation in Wasserzylindern bei einer nicht wirbelnden Strömung in konkaven Räumen zwischen dem Hauptstrom der Flüssigkeit, der in eine sinusförmig steigende Bewegung gebracht wird, die durch übertragung der Bewegungsgrö-ße des Hauptstroms mit Hilfe von wellenförmigen Wänden oder von Prallplatten an ebenen Wänden hervorgerufen wird, welche die Flockenwirbelschicht begrenzen. Die Verdickung und Vergrößerung der Flocken wird mindestens in zwei und höchstens in fünfzehn Wasserzylindern übereinander durchgeführt, wobei der mittlere Geschwindigkeitsgradient konstant bleibt oder ±n Strömungsrichtung in einem Bereich von G = 200 bis 20 s sinkt. Die Verdickung und Vergrößerung der Flocken wird durch Verstärkung der Bindungen zwischen den Flocken durch Zusatz eines Hilfskoagulierungsmittels und/ oder durch periodisch sich wiederholende Änderung der hydrodynamischen Kräfte in der Flüssigkeit bei einer Frequenz von η = 0,01 bis 071 Hz erzielt.This object is achieved in the method of the type mentioned according to the invention in that the flakes are thickened and enlarged by rotation in water cylinders with a non-whirling flow in concave spaces between the main flow of the liquid, which is brought into a sinusoidally increasing movement, which is caused by the transfer of the movement size of the main flow with the help of wave-shaped walls or baffle plates on flat walls that delimit the flock fluidized bed. The thickening and enlargement of the flakes is carried out in at least two and at most fifteen water cylinders one above the other, with the mean velocity gradient remaining constant or ± n flow direction falling within a range of G = 200 to 20 s. The thickening and enlargement of the flakes is achieved by increasing the bonds between the flakes by addition of a Hilfskoagulierungsmittels and / or by periodically repeating variation of the hydrodynamic forces in the liquid at a frequency of η is 0.01 to 0 7 1 Hz.
In der erfindungsgemäßen Anlage ist der Raum der Flockenwirbelschicht durch ein System von senkrechten Tauchwänden in Teilräume mit einer Wandbreite von 0/10 bis 0,40 m und mit einer Länge, die der 4- bis 20fachen Breite entspricht, unterteilt, wobei die Tauchwände eine überlaufkante für den Schlamm schneiden und um 0,05 bis 0,30 m übergreifen. DieIn the plant according to the invention, the space of the flaky fluidized bed is formed by a system of verticals Immersion walls in sub-rooms with a wall width of 0/10 to 0.40 m and a length that corresponds to the 4 to 20 times the width, subdivided, with the baffles providing an overflow edge for the mud cut and overlap by 0.05 to 0.30 m. the
Tauchwände sind über der Höhe gewellt, vorzugsweise sinusförmig oder gebrochen bzw. abgestuft, gegebenenfalls sind sie eben und mit einer Reihe von Deflektoren versehen. Ein Abschnitt einer Periode der Sinusform der Tauchwand bildet das Zwei- bis Sechsfache der Breite des Teilraumes. Der Ausschlag von der Achse der Sinuskurve beträgt 1/4 bis 1/2 der Breite des Teilraumes. Die Deflektoren sind im Teilraum abwechselnd an gegenüberliegenden Seiten unter einem Winkel von 45* bis 70° zur waagerechten Ebene angeordnet und greifen in 1/6 bis 1/3 der Breite des Teilraumes ein. Die Entfernungen zwischen den Deflektoren betragen das 0,5- bis 3fache der Breite des Teilraumes.Immersion walls are corrugated over the height, preferably sinusoidal or broken or stepped, if necessary they are flat and have a number of deflectors. A section of a period the sinusoidal shape of the baffle is two to six times the width of the sub-space. The rash from the axis of the sine curve is 1/4 to 1/2 the width of the subspace. The deflectors are in Partial space alternately on opposite sides at an angle of 45 * to 70 ° to the horizontal Arranged level and intervene in 1/6 to 1/3 of the width of the sub-space. The distances between the deflectors are 0.5 to 3 times the Width of the subspace.
Das Verfahren und die Anlage gemä-ß der Erfindung weisen folgende Vorteile auf: Der Raum der Flockenwirbelschicht ist durch senkrechte Wände geteilt, so daß der Einbau in Becken mit einem rechtwinkligen, sowie kreisförmigen Grundriß leicht ist. Die sinusfönuige oder gebrochene Anordnung der Wände oder die wechselnd angebrachten Deflektoren an ebenen Wänden verursachen einen sinusförmigen Verlauf der Trajektorie des Stromes. Die Wasserzylinder bilden sich beiderseits an konkaven Stellen der Wände.The method and the plant according to the invention have the following advantages: The space of the flocculent fluidized bed is divided by vertical walls, so that the installation in pools with a right-angled, as well as circular plan is easy. The Sinusfönuige or broken arrangement of the walls or the alternately attached deflectors on flat walls cause a sinusoidal course of the trajectory of the stream. The water cylinders are formed on both sides at concave points on the walls.
Die Länge einer Periode der Sinusoide oder die Entfernung zwischen den Deflektoren ist entweder gleich oder sie vergrößert sich in der Richtung der Strömung, was im Falle von spröden Flocken von Vorteil ist/ denn der Geschwindigkeitsgradient sinkt. Die Abmessungen der einzelnen Teilräume werden so gewählt, daß die Strömung nicht wirbelig ist, d.h. daß die Reynold3sehe Zahl niedriger ist alsThe length of a period of the sinusoids or the distance between the deflectors is either the same or it increases in the direction of the flow, which is advantageous in the case of brittle flakes / because the velocity gradient decreases. The dimensions of the individual subspaces are chosen so that the flow is not eddy, ie that the Reynold 3 see number is lower than
ν Rν R
Re = ■ = 600, worin ν die mittlere fortschreitende Geschwindigkeit, R den hydraulischen Halbmesser und ν die kinematische Viskosität bedeuten. Ein Teil der FlocTten entweicht aus dem rotierenden Strom und steigt in den nächsten Wasserzylinder auf, wo sich der Prozeß wiederholt. Mäßige Pulsationen, bewirkt beispielsweise mit einem Pendelpaddel, das beim Einlauf in den Raum der Flockenwirbelschicht wechselnd pendelt, erleichtern dieRe = ■ = 600, where ν is the mean progressive Speed, R the hydraulic radius and ν the kinematic viscosity. Some of the flocs escape from the rotating stream and rise into the next water cylinder on where the process repeats itself. Moderate pulsations, for example with a pendulum paddle, which oscillates alternately when entering the area of the flaky fluidized bed, facilitate this
TO Zusammenballung der Flocken. Die Tauchwände greifen über die überlaufkante in den Eindickungsraum und teilen sie in kleinere Abschnitte. Zusammen mit den Pulsationen des Schlammspiegels wird dadurch der Schlammüberlauf gleichgerichtet, so daß die Menge der in das aufbereitete Wasser mitgerissenen Flocken gering ist.TO agglomeration of the flakes. The diving walls take hold over the overflow edge into the thickening room and divide it into smaller sections. Together with the This will cause pulsations in the sludge level Mud overflow rectified, so that the amount of flakes entrained in the treated water is low.
Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with the aid of drawings. Show it:
Fig, 1a ein Klärbecken mit rechteckigem Grundriß mit der Anlage,Fig, 1a a clarifier with a rectangular plan with the system,
Fig. 1b dasselbe Klärbecken im Längsschnitt, Fig. 1c dasselbe Klärbecken im Querschnitt,Fig. 1b the same clarifier in longitudinal section, Fig. 1c the same clarifier in cross section,
Fig. 2a ein Klärbecken mit Kreisgrundriß mit derFig. 2a a clarifier with a circular plan with the
Anlage,System,
Fig, 2b dasselbe Klärbecken im Querschnitt,Fig, 2b the same clarifier in cross section,
Fig. 3 einen sinusförmigen Welleneinbau im Vertikalschnitt, 3 shows a sinusoidal shaft installation in vertical section,
einen Welleneinbau in Form von stufenförmig abgebogenen Flächen im Vertikalschnitt unda shaft installation in the form of stepped bent surfaces in vertical section and
Fig, 5 einen ebenen Einbau mit Deflelctoren im Vertikal schnitt.5 shows a level installation with vertical deflectors cut.
Wie in den Figuren gezeigt ist, läuft das Rohwasser mit Fällungsmitteln in ein Klärbecken durch einen Einlauf 1 in einen Ausflockungsraum 2 in dem paddelformige Rührelemente 3 vorgesehen sind. Zwischen dem Ausflockungs- und Klärraum ist eine perforierte Leitung 4 -Fig. 1- oder ein Spalt HFig. 2-. Weiterhin sind ein Teilraum 5 der Flockenwirbelschicht, eine Tauchwand 6, Deflektoren 7, eine Schlammüberlaufkante 8, eine Rinne B für das aufbereitete Wasser^ eine Abflußleitung 10 für das aufbereitete Wasser, ein Schlammverdickungsraum 11 und eine Entschlämmungsleitung 12 vorgesehen.As shown in the figures, the raw water with precipitants runs into a clarifier through an inlet 1 into a flocculation space 2 in which paddle-shaped stirring elements 3 are provided. Between the flocculation and clarification space there is a perforated line 4 -Fig. 1- or a gap HFig. 2-. Furthermore, a subchamber 5 of the flock fluidized bed, a baffle 6, deflectors 7 , a sludge overflow edge 8, a channel B for the treated water ^ a drain line 10 for the treated water, a sludge thickening chamber 11 and a desludging line 12 are provided.
Das Wasser mit Grundfällungsmitteln fließt durch die !Leitung 1 in den Ausflockungsraum 2. Die Ausflockung wird durch die Bewegung des paddeiförmigen Rührers 3 unterstützt,.Die entstandene Suspension fließt durch die perforierte Leitung oder durch den Spalt 4 ein und wird mit Hilfe der Tauchwände 6 in die Teilräume der Flockenwirbelschicht 5 verteilt. In den konkaven Räumen der Wellentauchwände und zwischen den Deflektoren 7 rotieren Wasserzylinder, in welchen die Flocken verdickt und vergrößert werden. Dieser Prozeß wiederholt sich in mehreren Wasserzylindern übereinander. Das aufbereitete Wasser fließt durch die Rinnen 9 in die Abflußleitung 10 ab. Der Schlamm aus dem Spiegel der Flockenwirbelschicht fällt über die überfallkante 8 in den Verdickungsraum 11 und wird perio-The water with ground precipitants flows through line 1 into flocculation room 2. The flocculation is supported by the movement of the pad-shaped stirrer 3, the resulting suspension flows in through the perforated line or through the gap 4 and is with the help of the baffles 6 distributed in the subspaces of the flock fluidized bed 5. In the concave spaces of the wave diving walls and between the deflectors 7, water cylinders rotate, in which the flakes are thickened and enlarged. This process repeats itself in several water cylinders on top of each other. The treated water flows through the channels 9 into the Drain line 10 from. The sludge from the level of the flaky fluidized bed falls over the overflow edge 8 into the thickening space 11 and is periodically
disch durch die Leitung 12 abgelassen»drained through line 12 »
In den in Fig. 1a bis 5 dargestellten Anlagen läßt sich unter Verwendung eines Eisen-III-haltigen Fällungsmittels eine Oberflächenbelastung von 15 m:h , mit Zusatz eines Hilfskoagulierungsmittels von 20 m:h erzielen.In the plants shown in FIGS. 1 a to 5, a surface load of 15 m: h can be achieved using an iron (III) -containing precipitant , and 20 m: h with the addition of an auxiliary coagulating agent.
Die beschriebene Anlage kann auch bei der Abtrennung von bei der Wasserenthärtung und bei der Bioflokulation entstandenen Teilchen Anwendung finden.The system described can also be used for the separation of water softening and biofloculation resulting particles are used.
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