DE3535714A1

DE3535714A1 - Verfahren und vorrichtung zum eindicken von schlamm

Info

Publication number: DE3535714A1
Application number: DE19853535714
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Sieke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-05
Filing date: 1985-10-05
Publication date: 1987-04-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Eindicken von Schlamm durch Wasserentzug beim Rühren in einem Sedimentationsbecken.

Für die Reinigung industrieller und kommulaler Abwässer werden Sedimentationsbecken benutzt, in denen sich aus einer Suspension Feststoffe auf dem Boden des Beckens absetzen, die dann von Zeit zu Zeit ausgetragen werden. Je gröber die Feststoffteilchen sind und je höher ihr spezifisches Gewicht ist, umso eher setzen sich diese Teilchen auf dem Boden des Sedimentationsbeckens ab. Das Agglomerieren von feinen Feststoffteilchen zu gröberen Feststoffteilchen kann durch Rühren unterstützt werden, hierzu werden sogenannte Krählwerke benutzt, in denen mit besonderen Rechen gerührt wird. Der Absetzvorgang von Feststoffteilchen kann erheblich beschleunigt werden, wenn man in die Suspension vibrierende Platten eintauchen läßt (deutsche Patentanmeldung P 30 23 886.9).

Bei den immer größer werdenden anfallenden Mengen von zu reinigenden Suspensionen besteht das Bedürfnis, in kleineren Anlagen schneller größere Feststoffmengen aus den zu klärenden Suspensionen möglichst unter Aufwendung weniger Energie auszubringen. Dieses Bedürfnis kann aber bisher nicht befriedigend erfüllt werden. Daher nehmen die Kläranlagen immer größere Dimensionen an, verschandeln mit ihrem Anblick die Landschaft und weisen einen hohen Bedarf an Energie auf, so daß sie eine erhebliche Belastung für die Umwelt darstellen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zum Eindicken von Schlamm durch Wasserentzug beim Rühren zu schaffen, die sich mit hoher Effizienz in relativ kleinen Sedimentationsbecken unter relativ geringem Energieaufwand durchführen läßt.

Die Erfindung beruht auf einer Beobachtung, die man in Krählwerken machen kann: Hinter jedem einzelnen Stab eines sich bewegenden Rechens des Krählwerkes bildet sich eine sehr schmale Zone von Flüssigkeit, deren Feststoffgehalt auffallend gering ist. Das ist vielleicht darauf zurückzuführen, daß die Flüssigkeit schneller als die in ihr enthaltenen Feststoffteile in den Raum fließen kann, der sich bei der Bewegung eines Rechenstabes auf der der Bewegungsrichtung abgewandten Seite dieses Stabes bildet.

Die Erfindung besteht darin, daß man den Rührer mit impulsartigem Antrieb mit ständig wechselnder Geschwindigkeit bewegt und Flüssigkeit durch auf der der Bewegungsrichtung abgewandten Seite liegende Öffnungen im Rührer in den Rührer einführt und durch den Rührer aus dem Sedimentationsbecken ableitet.

Erfindungsgemäß leitet man auf diese Weise die sich hinter eine durch die Suspension bewegte Fläche bildende Flüssigkeit mit einem geringem Anteil an Feststoffen aus dem Sedimentationsgefäß, indem man sie zuerst in den Rührer selbst einleitet und dann aus dem Rührer abfließen läßt. Wenn man den Rührer mit impulsartigen Antrieb mit ständig wechselnder Geschwindigkeit bewegt, so drückt die nachfließende Suspension bei Verringerung der Geschwindigkeit des Rührers den feststoffarmen Suspensionsanteil unmittelbar hinter der Rührerfläche in den Rührer hinein, während bei der unmittelbar darauffolgenden Phase mit wachsender Geschwindigkeit sich erneut vor den Öffnungen im Rührer feststoffarme Suspension bildet. Der Antrieb des Rührers ist dabei ein vibrierender Antrieb, der Wechsel von wachsender Geschwindigkeit zu sich vermindernder Geschwindigkeit erfolgt sehr schnell. - Gleichzeitig wird durch die Vibration des Antriebes des Rührers erreicht, daß die Öffnungen im Rührer sich nicht durch Feststoffe verstopfen.

Je nach der Art und Konsistenz der zu reinigenden Suspension kann man den Rührer schrittweise antreiben, indem man ihn von der Geschwindigkeit 0 auf eine Maximalgeschwindigkeit oder von einer Minimalgeschwindigkeit auf eine Maximalgeschwindigkeit bringt und anschließend wieder auf den Geschwindigkeitswert 0 oder den minimalen Geschwindigkeitswert zurückfallen läßt, man kann aber auch den Rührer nach jedem Schritt in der Hauptbewegungsrichtung einen kürzeren Schritt in Gegenrichtung bewegen, also quasi einen Pilgerschritt ausführen lassen, oder auch auf der Stelle Schwingungen auf den Schlamm aufprägen. Dabei hat man bestimmte Werte der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und der Frequenz ausfindig zumachen, die bei den unterschiedlichen zu klärenden Suspensionen unterschiedlich sind, um optimale Werte der Arbeitsgeschwindigkeit zu erreichen. Um diese optimalen Werte zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn man den Antrieb kontinuierlich veränderbar gestaltet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Eindicken von Schlamm durch Wasserentzug beim Rühren in einem Sedimentationsbecken, welches mit einem motorisch angetriebenen Rührer ausgestattet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer hohl ist, auf seiner der Bewegungsrichtung abgewandten Seite mit Flüssigkeitseintrittsöffnungen versehen ist und an eine Flüssigkeitsabführleitung angeschlossen ist, und daß der Rührer mit einem Antrieb versehen ist, der ihm eine impulsartige Bewegung mit ständig wechselnder Geschwindigkeit erteilt.

Eine derartige Vorrichtung ist relativ einfach aufbaubar, auch vorhandene Sedimentationsanlagen können erfindungsgemäß umgerüstet werden.

Zweckmäßig ist es, wenn die Öffnungen durch feine Siebe gebildet sind, die aus Metallgittern, Metallspänen, Faserfließen oder Filz gebildet sein können.

Vorteilhaft ist es, wenn diese Feinsiebe einseitig oder beidseitig durch Grobsiebe oder sonstige Abstützmittel wie Rippen, Stangen, und dergl. abgestützt sind.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der Rührer Flügel aufweist, in denen einseitig die Öffnungen angebracht sind und wenn die Rührerwelle hohl ausgebildet ist und über Kanäle mit den Öffnungen verbunden ist. Hinter einem Flügel, der großflächiger als ein Stab ist, bilden sich im Augenblick die Geschwindigkeitsvergrößerung wie überhaupt während der Bewegung in Hauptbewegungsrichtung größere Mengen feststoffarmer Suspension als bei der Verwendung von Rührern mit Stäben.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der Rührer in Form eines oder mehrerer ineinandergeschachtelter Käfige aus Rohren aufgebaut ist, von denen zumindest einige einseitig mit Öffnungen versehen sind, wobei die mit Öffnungen versehenen hohlen Rohre an ihrem unteren Ende mit der hohlen Rührerwelle verbunden sind. Eine derartige Vorrichtung zeichnet sich insbesondere dann, wenn die Rohre in Hauptbewegungsrichtung strömungstechnisch günstig ausgebildet sind, durch geringeren Energiebedarf aus.

Vorteilhaft ist es, wenn der Antrieb des Rührers ein Hydromotor ist, der mit Druckölimpulsen beaufschlagt ist. Ein derartiger Hydromotor läßt sich bei Verwendung eines Steuergerätes nach der DE-PS 21 08 776 in seinen Bewegungsparametern leicht ändern und auf die günstigsten Bewegungsparameter einstellen.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn Reihen von stabartigen Flügeln an der Rührerwelle angebracht sind.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist jeder Stab eine schräg zur Bewegungsrichtung verlaufende Fläche auf, in welcher die Flüssigkeitseintrittsöffnungen angeordnet sind.

Vorteilhaft ist es, wenn der Motor ein Motor für einen schrittweisen oder pilgerschrittweisen Antrieb des Rührers ist.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn vor den Sieben ein mechanisch angetriebener Reiniger angeordnet ist. Dessen Bewegung kann von der Bewegung des Rührers oder des Antriebsmotors für den Rührer abgeleitet sein.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist nach den anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schritt durch ein Sedimentationsgefäß mit einem Rührer, der paddelartige Flügel aufweist,

Fig. 2 einen Schritt durch ein Sedimentationsgefäß mit einem Rührer, der korbähnlich angeordnete Stäbe als Rührelemente aufweist,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Rührerelement der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Sedimentationsgefäß mit einem Rührer, der in Etagen versetzt Flügel aufweist,

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Flügel des Rührers der Fig. 4.

In Sedimentationsbehälter 1 ist vertikal stehend die Rührerwelle 2 angeordnet, die in ihrem Inneren hohl ist. Die Rührerwelle 2 trägt hohe Flügel 3, die auf der der Bewegungsrichtung abgekehrten Seite mit einer Siebfläche 4 versehen sind, durch die die Suspension in das hohle Innere des Flügels 3 einlaufen kann und von dort durch ein Loch 5 in der Rührerwelle in das hohle Innere der Rührerwelle 2 hineinlaufen kann. Diese Flüssigkeit fließt unten aus der Rührerwelle heraus in ein Auffangbecken 6, aus dem es durch eine Rohrleitung abgeleitet wird.

Das Sedimentationsbecken 1 steht auf einem Traggestell 8 und weist einen trichterförmig gestalteten Boden auf. An der tiefsten Stelle dieses Bodens befindet sich in einem Zylinder 9 eine Förderschnecke 10, mit der der sedimentierte Feststoff aus dem Sedimentationsbehälter ausgetragen wird. Diese Förderschnecke 10 setzt das Fördergut unter Druck und drückt es aus der Öffnung 11 heraus. Da die Feststoffe in dieser Förderschnecke unter Druck gesetzt werden, bleibt der Flüssigkeit die Möglichkeit, im Spalt zwischen dem äußeren Umfang der Schnecke und der Zylinderinnenwand sich entgegen der Fördereinrichtung der Schnecke zu bewegen.

Der Antrieb der Rührerwelle 2 erfolgt im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 von einem Hydromotor 12 über ein Keilriemenvorgelege. Das für den Betrieb des Hydromotors notwendige Drucköl wird in der Druckölpumpe 14 erzeugt und über den Steuerschieber 15 dem Hydromotor 12 zugeleitet. Dieser Steuerschieber 15 ist so ausgelegt, daß er einen rotierenden Steuerschieberkolben aufweist, dessen Frequenz die Frequenz bestimmt, mit der der Hydromotor 12 seiner Drehbewegung überlagerte Vibrationen erzeugt. Im Steuerschieber 15 wird die zum Hydromotor 12 führende Druckleitung 16 kurzseitig jeweils an die von der Druckölpumpe 14 kommende Druckleitung 17 und anschließend an die Rücklaufleitung 18 und das in ständiger Folge geschaltet. Dadurch führt der Hydromotor eine schrittweise Drehbewegung auf, die sogar in Form eines Pilgerschrittes ausgeführt sein kann, wenn eine weitere Leitung vorgesehen ist, durch die der Hydromotor rückwärts angetrieben wird.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 befindet sich im Sedimentationsbehälter 1 ein Rührer, der aus einer Vielzahl von Rohren 19 aufgebaut ist, die durch zwei Platten 20 gehalten werden. Die Rührerwelle 21 ist hierbei in ihrem unteren Teil, in dem Teil unterhalb der unteren Platte 20 hohl ausgebildet. In diese Hohlwelle 22 fließt über Verbindungsrohre 23 die Flüssigkeit, die durch die Siebeinsätze 24 in das hohle Innere der Rohre 19 geflossen ist. Die sich in der Hohlwelle 22 sammelnde Flüssigkeit wird nach unten über die Leitung 7 abgeführt oder abgesaugt.

Gelagert ist die Hohlwelle an ihrem unteren Ende in dem Lager 23 und an ihrem oberen Ende in einem weiteren Lager 23, welches von Tragstangen 25 getragen ist. Diese Tragstangen 25 tragen auch den Antrieb 26, einen Elektromotor, der ein aus Klinke und Klinkenrad bestehendes Getriebe antreibt, welche gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht sind.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Rohr 19, welches auf seiner der Bewegungsrichtung abgewandten Seite den Siebeinsatz 24 trägt.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 trägt die hohle Rührerwelle 2 eine Vielzahl von Flügeln 3 oder Paddeln, die an ihrer Unterseite eine Schrägfläche 26 aufweisen, in der eine Öffnung mit einem Siebeinsatz 24 befindlich ist. Auch die Rückseite weist einen Siebeinsatz 24 auf. Die in die Flügel durch die Siebeinsätze 24 dringende Flüssigkeit wird in das hohle Innere der Rührerwelle abgeführt, und durch eine Leitung 7 abgesaugt, die von oben her in die oben offene Rührerwelle 2 hineinfaßt. Der Antrieb erfolgt hier wiederum über ein Keilriemenvorgelege 13 von einem Elektro-Getriebemotor 27, welcher am Beckenrand angebracht ist.

Bezugszeichen: 1 Sedimentationsbecken
2 Rührerwelle
3 Flügel
4 Sieb
5 Loch
6 Auffangbecken
7 Leitung
8 Traggestell
9 Zylinder
10 Förderschnecke
11 Öffnung
12 Hydromotor
13 Keilriemenvorgelege
14 Druckölpumpe
15 Steuerschieber
16 Druckleitung
17 Druckleitung
18 Rücklaufleitung
19 Rohr
20 Platten
21 Rührerwelle
22 Hohlwelle
23 Lager
24 Siebeinsatz
25 Tragstange
26 Schrägfläche
27 Elektrogetriebemotor

Claims

1. Verfahren zum Eindicken von Schlamm durch Wasserentzug beim Rühren in einem Sedimentationsbecken, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rührer mit impulsartigem Antrieb bewegt und Flüssigkeit durch Öffnungen im Rührer in den Rührer einführt und durch den Rührer aus dem Sedimentationsbecken ableitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Rührers ständig wechselt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rührer schrittweise antreibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rührer nach jedem Schritt in der Hauptbewegungsrichtung einen kürzeren Schritt in Gegenrichtung bewegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer pendelnd arbeitet.

6. Vorrichtung zum Eindicken von Schlamm durch Wasserentzug beim Rühren in einem Sedimentationsbecken, welches mit einem motorisch angetriebenen Rührer ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer (2, 3) hohl ist, auf seiner, der Bewegungsrichtung abgewandten Seite mit Flüssigkeitseintrittsöffnungen (4) versehen ist und an eine Flüssigkeitsabführleitung (7) angeschlossen ist, und daß der Rührer (2, 3) mit einem Antrieb (12, 14, 15) versehen ist, der ihm eine impulsartige Bewegung mit ständig wechselnder Geschwindigkeit erteilt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (4) durch feine Siebe gebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinsiebe einseitig oder beidseitig durch Grobsiebe, Rahmen, Querträger o. ä. abgestützt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung, die Flügel oder Teile derselben Resonanzschwingungen aufweisen können.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer (2, 3) Flügel (3) aufweist, in denen einseitig oder beidseitig die Öffnungen (4) angebracht sind, und daß die Rührerwelle (2) hohl ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer (in Form eines oder mehrerer ineinander geschachtelter Käfige aus Rohren (19) aufgebaut ist, von denen zumindest einige einseitig mit Öffnungen (24) versehen sind, wobei diese an ihrem unteren Ende mit der hohlen Rührerwelle (22) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Rührers ein Hydromotor (12) ist, der mit Druckölimpulsen beaufschlagt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb vom Beckenrand mit einem oder mehreren Hydraulikzylindern erfolgt, die mit Druckölimpulsen beaufschlagt werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Reihen von stabartigen Flügeln (3) an der Rührerwelle (2) angebracht sind.

15. Vorrichtungen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stab (3) eine schräg zur Bewegungsrichtung verlaufende Fläche (26) aufweist, in welcher die Flüssigkeitseintrittsöffnungen (24) angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Motor für eine schrittweise oder pilgerschrittweise Bewegung des Rührers ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eine Membrane oder Hydraulikzylinder ist, der pendelnd oder mit verschiedenen Beschleunigungen für Vor- und Rücklauf arbeitet.

18. Vorrichtungen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Sieben ein mechanisch angetriebener Reiniger angeordnet ist.