DE3612313A1 - Verfahren und vorrichtung zur trennung der feststoffe von der traegerfluessigkeit bei suspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine ent­ sprechende Vorrichtung.

Ein solches Verfahren und die entsprechende Vor­ richtung sind aus der DE-OS 34 09 107 bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform wird die Suspension nach dem Zusatz der Chemikalien durch eine Konditioniereinheit geleitet, die quer zur Strömungsrichtung verlaufende Wandungen sowie eine im Innern zwischen den Wandungen verlaufende Querwandung aufweist. Durch einen geeigne­ ten Antrieb kann die Querwandung zur Erzielung eines Rühreffekts gedreht und können die Wandungen in Richtung der Drehachse in Schwingungen versetzt werden. Die Wan­ dungen werden mit einer Frequenz im Bereich von 8 bis 20 Hz und einer Amplitude im Bereich von 0,05 bis 0,2 mm bewegt, während die den Rühreffekt ergebende Querwand mit einer Drehzahl von 100 bis 150 pro Minute umläuft. Die Einleitung der Schwingungsenergie auf ein bestimmtes Raumelement der Suspension erfolgt während etwa 5 bis 20 Sekunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den mit der bekannten Ausführungsform erzielbaren Abscheidungs­ effekt zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Ab­ scheidung wesentlich wirksamer vonstatten geht, d.h. so­ wohl die pro Zeiteinheit abgeschiedene Menge als auch die Gründlichkeit der Abscheidung sich verbessern, wenn die Suspension den Eigenschwingungen der Leit- und Begren­ zungsflächen der Konditioniereinheit ausgesetzt wird. Die Frequenz der Eigenschwingungen hängt vom Material und von der Ausbildung der Konditioniereinheit ab. Bei einer Ausführungsform im Technikumsmaßstab, bei der der Durchmesser der rohrförmigen Konditioniereinheit etwa 20 cm und ihre Länge etwa 30 cm betrugen und die Kondi­ tioniereinheit aus Aluminium von einigen Millimetern Stärke bestand, ergeben sich Eigenschwingungen in der Größenordnung von einigen kHz.

Der Mechanismus der Abscheidung unter der Wirkung der Eigenschwingungen der Konditioniereinheit kann nicht genau angegeben werden. Fest steht jedoch, daß die Ab­ scheideleistung einer mit Eigenschwingungen arbeitenden Konditioniereinheit um mindestens das Zwanzigfache bes­ ser ist als die Abscheideleistung einer Konditionierein­ heit der bekannten Bauart.

Die Leit- oder Begrenzungsflächen müssen zu Eigenschwin­ gungen im Kontakt mit der Suspension befähigt sein. Dies be­ stimmt die Ausbildung der Leit- oder Begrenzungsflächen. Zwar beeinflußt die Suspension das Schwingungsverhalten der Leit­ oder Begrenzungsflächen, doch soll dieser Einfluß gering sein und die Ausbildung der Eigenschwingungen nicht wesentlich be­ hindern. Besonders weiche Materialien kommen für die Leit- oder Begrenzungsflächen ebenso wenig in Betracht wie besonders massi­ ve Ausbildungen. Im ersteren Fall werden die Eigenschwingungen durch die Suspension sofort gedämpft, im zweiten Fall sind die Amplituden nicht ausreichend, um eine ausreichende Einwirkung auf die Suspension zu erzielen. Diese Einwirkung kommt durch die durch die lokale Verlagerung der Leit- oder Begrenzungsflä­ chen unter der Wirkung der Eigenschwingungen erzeugten Druck­ wellen in der Suspension zustande. Als besonders brauchbar ha­ ben sich Leit- oder Begrenzungsflächen aus Stahl, Aluminium und Glas von jeweils einigen Millimetern Stärke erwiesen.

Vorzugsweise erfolgt die Eigenschwingungseinwirkung kon­ tinuierlich während des Vorbeiströmens der Suspension an den Leit- oder Begrenzungsflächen (Anspruch 2) während einer Einwir­ kungszeit von 5 bis 20 Sekunden (Anspruch 3).

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist, ausgehend von der Vorrichtung nach der DE-OS 34 09 107, in Anspruch 4 gekennzeichnet.

In der bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Konditionier­ einheit gemäß Anspruch 5 eine zylindrische von der Suspension durchströmte Kammer mit zu Eigenschwingungen befähigten Wandungen.

Außer durch ihre konstruktive Einfachheit ist diese Aus­ führungsform auch deshalb bevorzugt, weil sich die von den ver­ schiedenen Stellen der Wandung radial nach innen laufenden Druck­ wellen in der Nähe der Rohrachse überlagern und gewissermaßen fokussiert werden, so daß dort eine besonders intensive Einwir­ kung stattfindet.

Die Eigenschwingungen können in verschiedener Weise erfol­ gen, wobei nur wesentlich ist, daß es zu Verlagerungen der an die Suspension angrenzenden Wandungen senkrecht zu ihrer Fläche kommt, um in der Suspension einen Druckstoß bzw. eine Druckwelle erzeugen zu können.

Dies kann bei der zylindrischen Kammer dadurch erzielt werden, daß die Kammer als Ganzes zusammenge­ drückt wird und somit periodisch einen kleineren oder größeren Durchmesser annimmt. Eine solche Eigenschwin­ gung ist allerdings in der Praxis relativ schwer zu er­ zielen. Wesentlich leichter ist es, die rohrförmige Kammer ungleichmäßig anzuregen, indem die Stöße oder Schläge nur lokal ausgeübt werden.

Die zylindrische Kammer verformt sich dann unter der Wirkung der Eigenschwingungen ungleichmäßig. Dies spielt jedoch für den Effekt auf die Suspension keine Rolle, weil sich die sämtlichen ungleichmäßigen Schwin­ gungsfronten in ihrer Wirkung summieren und ausgleichen.

Eine Möglichkeit der Anregung der zylindrischen Kammer durch Stöße oder Schläge ist die Hammeranordnung nach Anspruch 6. Die Hammeranordnung kann mechanische Schlaganordnungen aber auch elektromagnetisch betätigte Schlaganordnungen umfassen.

Eine aus der Praxis geborene und bewährte Ausfüh­ rungsform ist in Anspruch 7 wiedergegeben.

Der Rohrabschnitt wird durch den Schwingungser­ zeuger quer zur Rohrachse hin- und herbewegt und schlägt mit seinem Innenumfang fortgesetzt an wahllos verteilten Stellen an dem Außenumfang der zylindrischen Kammer an und erzeugt bei diesen Anschlägen die stoß- oder schlag­ artige Anregung der Eigenschwingungen.

Die Ausführungsform nach Anspruch 8 erlaubt es, den Raum zwischen den Wandungen von Flüssigkeit freizu­ halten, so daß die Schwingungsbewegung des Rohrabschnitts und das Anschlagen an der Wandung der Kammer nicht durch die Flüssigkeit gedämpft werden. Die rohrförmige Wandung ist nur in einem unteren Bereich gehalten, im übrigen aber frei, so daß sich die Eigenschwingungen weitgehend unbehindert ausbilden können.

Die doppelwandige Ausführung der zylindrischen Kammer erlaubt eine Anordnung nach Anspruch 9, bei der die zylindrische Kammer sowohl radial innen als auch außen von der Suspension bzw. schon teilweise geklär­ ter Suspension umgeben ist, ohne daß Flüssigkeit in den Zwischenraum zwischen den Wandungen eindringt.

Damit sich die Eigenschwingungen der zylindrischen Kammer nicht nach außen übertragen, empfiehlt sich eine Abstützung über Schwingungsdämpfer nach Anspruch 10.

Die Abscheidewirkung kann durch zusätzliches Rüh­ ren verbessert werden (Anspruch 11).

Es empfiehlt sich, daß das untere Ende der zylin­ drischen Kammer sich trichterförmig nach unten ver­ jüngt (Anspruch 12), wodurch der in den Absetzbehälter eintretende bereits koagulierte Partikel enthaltende Strom räumlich konzentriert wird.

Die gehaltsmäßige Konzentration kann durch die Flüssigkeitsdurchlässe nach Anspruch 13 verbessert wer­ den, durch die ein Teil der Flüssigkeit der Suspension schon aus dieser abgezogen werden kann.

Das Absetzen der koagulierten Partikel aus der Suspension ist ein zeitabhängiger Vorgang, der umso vollständiger verläuft, je mehr Zeit dafür zur Verfügung steht.

Aus diesem Grunde kann die Ausgestaltung nach Anspruch 14 vorgesehen sein, die den Verweilweg im Ab­ setzbehälter verlängert.

Im einzelnen kann die Ausbildung bei einer bevor­ zugten Ausführungsform nach Anspruch 15 getroffen sein.

Die in Anspruch 16 wiedergegebene Ausbildung er­ möglicht eine besonders wirksame Trennung der Fest­ stoffe von der Flüssigkeit der Suspension. Der Vorgang erfolgt im Innern des Absetzbehälters intermittierend, wobei aber nach außen hin eine kontinuierliche Arbeits­ weise aufrechterhalten wird, d.h. die Suspension fort­ laufend zugeführt und die Flüssigkeit sowie die Fest­ stoffe kontinuierlich abgezogen werden.

Anspruch 17 gibt eine dem Zusammenwirken mit der Schieberanordnung dienende Überlaufausbildung wieder.

Anspruch 18, der auch im Zusammenhang mit den übrigen Merkmalen Bedeutung hat, gibt eine Alternative der Erzeugung der Eigenschwingung an. Als Schwingungs­ anreger kommen elektromagnetische, auf die Eigenschwingungen der Wandung der Leit- oder Begrenzungsflächen abgestimmte Schwinger und dergleichen in Betracht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 bis 3 dienen zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung; Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer eine zylindrische Kammer umfassenden Konditionier­ einheit; Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt, Fig. 3 einen Querschnitt eines momentanen Verformungszustandes, wo­ bei die Amplituden übertrieben sind;,

Fig. 4 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine praktische Ausführungsform einer Konditionier­ einheit;

Fig. 5 zeigt eine Ansicht nach der Linie V-V in Fig. 4, teilweise im Schnitt;

Fig. 6 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trennan­ ordnung;

Fig. 7 zeigt eine entsprechende Ansicht einer wei­ teren Ausführungsform;

Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.

Als Suspensionen kommen in erster Linie wässrige Suspensionen in Betracht, die also in möglichst weitge­ hend geklärtes Wasser und einen Schlamm aus dem suspen­ dierten Feststoff zu trennen sind, der gegebenenfalls in einer Zentrifuge nachentwässert wird. Andere Trägerflüssig­ keiten sind aber nicht ausgeschlossen.

In Fig. 1 ist eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Konditioniereinheit dargestellt, die aus einer zylindri­ schen Kammer 1 besteht, die im Sinne des Pfeiles 2 innen von der zu bearbeitenden Suspension durchströmt ist. Wäh­ rend des Durchströmens werden auf die Außenseite der die Leit- oder Begrenzungsfläche der Konditioniereinheit 10 bildenden Wandung 4 der Kammer 1 stoß- oder schlagartige Anregungen ausgeübt, die durch die Pfeile 3 symbolisiert sind. Die stoß- oder schlagartigen Anregungen werden fort­ laufend wiederholt und können stets an den gleichen Stellen des Außenumfangs der zylindrischen Kammer 1 oder aber an über die Oberfläche verteilten ständig wechselnden Stellen ausgeübt werden.

Unter der Wirkung der stoß- oder schlagartigen An­ regungen 3 werden Eigenschwingungen der Wandung 4 der Kammer 1 angeregt, die im Längsschnitt beispielsweise zu momentanen Verformungszuständen führen können, wie sie in Fig. 2 und 3 dargestellt sind. In Fig. 2 sind die Wandungsteile 1′ gegenüber dem zylindrischen Ausgangszu­ stand nach innen verlagert, die Wandungsteile 1′′ nach außen. Die Verformungen müssen nicht rotationssymmetrisch verlaufen, sondern können auch zu Querschnittsverformun­ gen der in Fig. 3 angedeuteten Art führen, bei denen es ebenfalls gegenüber dem zylindrischen Ausgangszustand nach innen verlagerte Teile 1′ und nach außen verlagerte Teile 1′′ gibt. Durch die Verlagerungen senkrecht zur Wandungsfläche werden die angrenzenden Flüssigkeitsteil­ chen mitgenommen und entstehen im ganzen Querschnitt der zylindrischen Kammer 1 Druckschwankungen, die das Aus­ flocken der Feststoffe und auch die Koagulation der ausgeschiedenen Feststoffe zu größeren sedimentations­ bereiten Aggregaten fördern.

In den Fig. 4 und 5 ist eine praktische Ausfüh­ rungsform der Konditioniereinheit 10 wiedergegeben. Die zylindrische Kammer 1 ist doppelwandig ausgeführt, d.h. die rohrförmige Wandung 4 ist mit Abstand von einer konzentrischen äußeren Wandung 5 umgeben, wobei der sich dadurch ergebende rohrförmige Zwischenraum 6 unten durch einen Boden 7 verschlossen ist. Am unteren Ende geht die rohrförmige Wandung 4 in einen trichterförmig sich verjüngenden Stutzen 8 über, dessen Öffnungswinkel rela­ tiv gering ist, d.h. in dem Ausführungsbeispiel etwa 30° beträgt. In dem trichterartigen Stutzen 8 sind über die Oberfläche verteilte radiale Durchtrittsöffnungen in Ge­ stalt kleiner Bohrungen 92 vorgesehen, durch die ein Teil der Flüssigkeit der Suspension aus dem Inneren der zylindrischen Kammer 1 nach außen übertreten kann. Im übrigen hat der trichterartige Stutzen 8 die Aufgabe, den Strom der Suspension mit den ausflockenden und koagulie­ renden Feststoffen sanft, d.h. unter Beibehaltung des laminaren Strömungszustandes im Querschnitt zu reduzieren.

In den Zwischenraum 6 zwischen den Wandungen 4, 5 greift von oben ein Rohrabschnitt 9 ein, der den Außen­ umfang der Wandung 4 mit geringem Abstand von 1 bis 2 mm umgibt. Der Rohrabschnitt 9 weist am oberen Rand einen Ansatz 11 auf, mittels welchem er über elastische Ele­ mente 12 an einer vorrichtungsfesten Wandung 13 gehalten ist. Auf den Ansatz 11 bzw. den Rohrabschnitt 9 wirkt ein Schwingungserzeuger 14, der bezüglich der zylindri­ schen Kammer 1 radiale Schwingungen im Sinne des Pfei­ les 15 erzeugt, unter deren Wirkung der Rohrabschnitt 9 mit seinem Innenumfang fortgesetzt am Außenumfang der rohrförmigen Wandung 4 anschlägt und die rohrförmige Wandung 4, die ja nur im Bereich des Bodens 7 gehalten ist, ansonsten aber frei aufrechtsteht, zu Eigenschwin­ gungen anregt, die senkrecht zur Ausdehnung der Wan­ dung 4 gerichtete Komponenten aufweisen.

Dadurch, daß der Zwischenraum 6 unten geschlossen ist, kann, wenn der Flüssigkeitsspiegel nicht über den durch den Pfeil 16 gekennzeichneten Stand ansteigt, keine Flüssigkeit eindringen, so daß der Rohrabschnitt 9 ungedämpft an die Wandung 4 anschlägt. Damit auch beim Einbringen der Suspension in die zylindrische Kammer 1 keine Flüssigkeit in den Zwischenraum 6 ge­ langt, ist am oberen Ende des Rohrabschnitts 9 eine Art Trichter 17 vorgesehen.

Der aus den Wandungen 4, 5, 7, 8 bestehende Teil der Konditioniereinheit 10 ist über radiale Haltestangen 18 mit einer zu der zylindrischen Kammer 1 konzentrischen Zwischenwandung 20 des in den Fig. 6 bis 8 dargestell­ ten Absetzbehälters verbunden. Die Haltestangen 18 er­ strecken sich in zwei übereinanderliegenden horizonta­ len Ebenen und sind über den Umfang gleichmäßig ver­ teilt. Sie greifen über gummielastische Elemente 19 am Innenumfang der Zwischenwandung 20 an, damit die durch den bewegten Rohrabschnitt 9 erzeugten Schwingungen nicht so stark auf den Absetzbehälter übertragen werden.

In Fig. 6 ist ein als Ganzes mit 50 bezeichneter Absetzbehälter dargestellt, der eine äußere zylindri­ sche Wandung 21 mit aufrechter Achse und eine daran unten anschließende konische Wandung 22 aufweist, die einen Trichter bildet, die abgesetzten Schlamm zu einem Auslaß 23 leitet, aus dem er im Sinne des Pfeiles 24 abgezogen werden kann. Die als Ganzes mit 10 bezeichnete Konditioniereinheit ist konzentrisch im obe­ ren Teil des Absetzbehälters 50 angeordnet und konzen­ trisch von der Zwischenwandung 20 umgeben, die am unte­ ren Ende etwa in Höhe des trichterartigen Stutzens 8 der Konditioniereinheit 10 in einen trichterartigen Wan­ dungsteil 25 übergeht, an den sich am unteren, verjüng­ ten Ende ein vertikaler Rohrabschnitt 26 anschließt, der an seinem unteren Ende einen Diffusor 27 trägt, der sich in Höhe des konischen Wandungsteils 22 befindet. Die Öffnungswinkel der konischen Wandungsteile 22, 25 betragen etwa 90°.

Die zylindrische Zwischenwandung 20 setzt sich un­ terhalb des Übergangs der Zwischenwandung 20 in den trichterförmigen Wandungsteil 25 zylindrisch in einen Wandungsteil 28 fort, der bis etwa zum Übergang des Wan­ dungsteils 21 in den konischen Wandungsteil 22 reicht.

Der Zwischenraum zwischen den Wandungen 20, 28 und der äußeren Wandung 21, der eine radiale Erstreckung von etwa einem Drittel bis zur Hälfte des Radius der äußeren Wandung 21 aufweist, ist durch eine weitere kon­ zentrische zylindrische Zwischenwandung 29 in zwei Be­ reiche unterteilt. Die Zwischenwand 29 erstreckt sich vom oberen Rand des Absetzbehälters 50 bis zum Übergang von dem zylindrischen Wandungsteil 21 in den konischen Wandungsteil 22 und ist im oberen Teil geschlossen, im unteren Bereich mit Lochungen 29′ versehen. Die zwischen den Wandungen 20 und 29 bzw. 29 und 21 gebildeten Zwi­ schenräume 31 bzw. 32 sind ebenso wie der Bereich 33 zwischen den Wandungen 25, 26 und 28 nach unten, d.h. in den Bereich der konischen Wandung 22 hinein, offen.

An der Innenseite des konischen Wandungsteils 22 ist ein umlaufender Rechen 34 vorgesehen, der den sich absetzenden Schlamm bewegt und sein Absinken gegen den Auslaß 23 hin fördert. Der Antrieb des Rechens 34 er­ folgt über einen Motor 35.

In dem äußeren Bereich 32 sind am oberen Ende des Absetzbehälters 50 Überlauföffnungen 36 vorgesehen, die in eine am Außenumfang des zylindrischen Wandungs­ teils 21 vorgesehene Ringleitung 37 münden, aus der Wasser über ein Ventil 38 und die Leitung 39 abgezo­ gen werden kann.

Aus dem oberen ringförmigen Zwickel zwischen den Wandungen 25 und 28 führen die Zwischenräume 31 und 32 durchsetzende Leitungen 41 radial in einen Ringkanal 42, aus welchem Wasser über ein Steuerventil 43 und eine Leitung 44 abgezogen und mit dem Wasser in der Leitung 39 vereinigt werden kann.

Die Zuführung der Rohsuspension erfolgt über eine Leitung 45, in der ein Durchflußmesser 46 und ein Trü­ bungsgradmesser 47 angeordnet sind, deren Werte über elektrische Leitungen 48 bzw. 49 einer zentralen Steuer­ einrichtung 60 zugeführt werden. Nach dem Passieren des Trübungsgradmessers 47 gelangt die Rohsuspension über die Leitung 51 in die Konditioniereinheit 10.

In der Konditioniereinheit 10 werden der Roh­ suspension über Leitungen 52, 53 und eine Dosierpumpe 54 ein ionisches Ausflockungsmittel 55 sowie ein Koagulie­ rungshilfsmittel 56 zugeführt, wobei die Steuergrößen für die Dosierung der beiden Hilfsmittel dem Dosierventil 54 über die elektrischen Leitungen 57 und 58 zugeleitet werden. Die Verteilung der Hilfsmittel in der Roh­ suspension wird durch einen Rührer 59 unterstützt, der auch die Ausflockung und Koagulation vorteilhaft be­ einflußt. Der Antrieb des Rührers 59 erfolgt über eine Seilscheibe 61 von einem nicht dargestellten Motor.

Außer den Meßwerten des Durchflußmessers 46 und des Trübungsgradmessers 47 werden der zentralen Steuer­ einrichtung 60 auch noch die Werte der Trübungsgrad­ messer 62, der die Trübungswerte in den Leitungen 39 und 44 erfaßt, sowie 63, der die Trübungswerte in dem Auslaß 23 erfaßt, zugeführt. Außer dem Dosierventil 54 steuert die zentrale Steuereinrichtung 60 noch das Steuerventil 43 und den Antriebsmotor 35 für den Rechen 34.

Die mit den Hilfsmittel versetzte Rohsuspension wird in der Konditioniereinheit 10 der Einwirkung der durch die Eigenschwingungen der rohrförmigen Wandung 4 erzeugten Behandlung ausgesetzt, wodurch das Ausflocken erfolgt und die Koagulation beginnt. Die koagulierenden festen Stoffe sinken in der Flüssigkeit nach unten und werden durch den trichterartigen Stutzen in den Rohrab­ schnitt 26 gelenkt, von wo sie in den unteren trichter­ förmigen Teil des Absetzbehälters 50 übertreten. Ein Teil der Flüssigkeit tritt schon durch die Lochungen 92 des trichterartigen Stutzens 8 und aus dem Bereich der trichterförmigen Wandung 25 in den Bereich 30 über, wo­ bei schon weitgehend geklärte Flüssigkeit an den zacken­ artigen Ausschnitten des oberen Randes der Zwischenwan­ dung 20 nach außen in den Bereich 31 überströmt. Hier er­ folgt eine weitere Sedimentation von noch in der Schwebe verbliebenen koagulierten Teilchen, die in den unteren Teil des Absetzbehälters 50 absinken. An den Lochungen 29′ im unteren Bereich der Zwischenwandung 29 erfolgt ein Übertritt von Flüssigkeit in den äußeren Bereich 32 und eine langsame Aufwärtsströmung,während deren erneut ein Absinken von Schwebeteilchen in den unteren Bereich des Absetzbehälters 50 vonstatten geht. Am oberen Ende des Bereichs 32 erfolgt an den Überlauföffnungen 36 ein Übertritt der nunmehr in hohem Grade geklärten Flüssig­ keit in den Überlaufkanal 37 und ein Abzug über die Lei­ tung 39.

Auch in dem Bereich 33 erfolgt ein Absinken von koagulierenden bzw. koagulierten Feststoffanteilen und eine Strömung weitgehend geklärten Wassers nach oben in den Bereich des Zwickels 40, wo ein Abziehen der Flüssigkeit über die Leitungen 41 und den Überlaufkanal 42 bzw. die Leitung 44 vonstatten geht.

In den Fig. 7 und 8 ist ein Absetzbehälter 70 dar­ gestellt, der mit dem Absetzbehälter 50 weitgehend über­ einstimmt und insoweit auch gleiche Bezugszahlen trägt. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß der Raum zwi­ schen der Zwischenwand 20, 28 und der äußeren zylindri­ schen Wandung 21 in radialer Richtung nicht unterteilt ist. Dafür ist dieser Bereich 71 aber in Umfangsrich­ tung durch Trennwände 72 in eine Anzahl von 4n Kammern 80 unterteilt, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in sechzehn Kammern, also vier Gruppen à vier Kammern. In jeder Kammer vollziehen sich nacheinander die Phasen Füllen/Sedimentieren/Schlammabziehen/Wasserabziehen. Gesteuert werden diese Phasen durch umlaufende Schieber, wobei sich jeweils eine Kammer jeder Gruppe in der gleichen Phase befindet, also jeweils vier über den Umfang verteilte Kammern gleichzeitig gefüllt werden etc..

Die Unterteilung des äußeren Zwischenraums 71 erfolgt durch radiale vertikale Zwischenwände 72, die sich zwischen den Zwischenwandungen 20, 28 und 21 über deren ganze Höhe erstrecken. Die auf diese Weise gebildeten Kammern 80 sind nach unten durch einen mit Durchbrüchen 73 versehenen Boden 74 abgeschlossen. Die Durchbrüche 73 verlaufen in Gestalt gebogener Schlitze, die vor den jeweiligen Trennwänden 72 enden und radial nebenein­ ander angeordnet sind. Dicht oberhalb des Bodens 74 sind in der Wandung 21 horizontale Schlitze 75 vorge­ sehen, die jeweils vor einer Trennwand 72 enden und eine Verbindung des Innern der jeweiligen Kammer 80 mit einem äußeren Ringkanal 76 herstellen, der mit einer Leitung 77 für geklärtes Wasser in Verbindung steht.

Der Boden 74 und der untere Bereich der Wandung 21 sind von einem ringförmigen Schieber 78 überdeckt, der einen flach auf dem Boden aufliegenden, in einer ho­ rizontalen Ebene verlaufenden Teil 79 sowie einen am Innenumfang der Wandung 21 anliegenden Teil 81 umfaßt. In dem flachen Teil 79 sind im Abstand von vier Kammern 80 radiale Schlitze 82 angebracht, die sich über die Breite der Kammern 80 erstrecken. In dem Teil 81 sind im Abstand von vier Kammern, den Schlitzen 82 in Dreh­ richtung des Schiebers 78 um eine Kammer 80 vorangehend radiale Durchtrittsöffnungen 83 für Wasser vorgesehen, die mit den horizontalen Schlitzen 75 zur Deckung bringbar sind.

Der Schieber 78 ist über einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz des Bodens 74 durchgreifende Zwi­ schenstücke 84 mit dem Rechen 34 verbunden und kann mit diesem gedreht werden. Die Welle 85 des Rechens 34 ist nach oben verlängert und durchgreift den Rohrabschnitt 26 und ist über ein in dem Bereich 30 sich erstreckendes Gestänge 89 mit einem am Innenumfang der Zwischenwandung 20 anliegenden Schieber 86 verbunden, der im Abstand von vier Kammern 80 radiale Durchtrittsöffnungen 87 auf­ weist, die mit horizontalen Schlitzen 88 in der Zwi­ schenwandung 20 zur Deckung bringbar sind, die sich je­ weils über den Umfangsbereich einer Kammer 80 erstrek­ ken und im Bereich der Wandungen 72 unterbrochen sind.

Die Schieber 78 und 86 sind über die Welle 85 und das Gestänge 89 drehverbunden und drehen sich gemeinsam langsam im Sinne der in Fig. 8 eingezeichneten Pfeile. Es werde die Kammer 80′ betrachtet. Die Öffnung 87 in dem Schieber 86 deckt sich mit dem Schlitz 88 in der Wandung 20, so daß noch nicht vollständig geklärte Suspen­ sion aus dem Bereich 30 radial nach außen in die Kammer 80′ übertreten kann. Dies ist durch die Punktierung und Strichelschraffur in dem radial inneren Feld der Kammer 80′ angedeutet. Der Schlitz 75 in der äußeren Wandung ist durch den Schieber 78 verschlossen, so daß keine Suspen­ sion nach außen in die Leitung 77 übertreten kann. Wenn sich die Schieber 78, 86 nunmehr weitergedreht haben und der Durchlaß 87 vor der links anschließenden Kammer steht, sind sowohl der äußere Schlitz 75 als auch der innere Schlitz 88 verschlossen und ist die in der Kammer 80′ stehende Suspension abgeschlossen. In dieser Zeit kann eine Sedimentierung stattfinden. Dies ist durch die Punktie­ rung angedeutet. Die Feststoffe sammeln sich in einer Kon­ zentrationszone am Boden der Kammern 80, die in Fig. 7 links durch die Bezugszahl 90 angedeutet ist.

Wenn sich dann die Schieber 78, 86 noch weiter ge­ dreht haben, kommt der radiale Schlitz 82 des Schiebers 78 in den Bereich der Kammer 80′, so daß am Boden der Kammer 80′ angesammelte abgesunkene Feststoffe durch die Bereiche hindurch, in denen sich die Schlitze 74 und 82 decken, nach unten in den Trichter 22 absetzen können. Die Querschnitte und Zeiten sind so bemessen, daß nicht die gesamte in der Kammer 80′ befindliche Men­ ge der Suspension nach unten abfließt, sondern nur der konzentriertere Teil, während die geklärte Flüssigkeit in der Kammer 80′ verbleibt, da ja sowohl der innere Schlitz 88 als auch der äußere Schlitz 75 durch die Schieber 78, 86 verschlossen bleiben. Diese Phase ist durch eine durchgehende Schraffierung angedeutet. Am Ende dieser Phase ist die Flüssigkeit in der Kammer 80′ etwa auf das in Fig. 7 auf der rechten Seite angedeutete Niveau 91 abgesunken.

In der nächsten Phase gelangt der Durchlaß 83 in dem äußeren Schieber 78 in den Bereich der Kammer 80′, so daß die in der Kammer 80′ stehengebliebene weitgehend geklärte Flüssigkeit durch den Durchlaß 83 und den äuße­ ren Schlitz 75 in den Ringkanal 76 und die Leitung 77 übertreten kann. Diese Phase ist durch eine Strichel­ schraffierung angedeutet. Wenn sich die Schieber 78, 86 erneut weiterdrehen, kommt die nächste Öffnung 87 im inneren Schieber 86 vor die Kammer 80′ und tritt wieder frische Suspension in die Kammer 80′ ein, worauf sich der Zyklus wiederholt.

Die gleiche Phase ist jeweils bei vier über den Umfang verteilten Kammern vorhanden, so daß keine Un­ gleichmäßigkeiten in Umfangsrichtung auftreten. Dadurch daß ständig Suspension über die Durchlässe 87 in irgend vier Kammern abgegeben und gleichzeitig geklärte Flüssig­ keit über die Durchlässe 83 aus irgend vier anderen Kammern abgezogen wird, arbeitet die Vorrichtung nach außen hin kontinuierlich, obwohl in der einzelnen Kammer ein phasenweiser Betrieb herrscht. Der Schieber 78 dreht sich langsam, beispielsweise einmal in 12 min.

Die Merkmale der Absetzbehälter 50 und 70 sind auch unabhängig von der speziellen Ausbildung der Kon­ ditioniereinheit 10 von Bedeutung.

Claims (18)

1. Verfahren zur Trennung der Feststoffe von der Trägerflüssigkeit bei Suspensionen wie Abwässern und Schlämmen, bei welchem die Suspension nach Zusatz von Flockungs- und/oder Koagulationsmitteln der Einwir­ kung durch Bewegung von Leit- oder Begrenzungsflächen quer zu ihrer Ausdehnung erzeugter mechanischer Schwin­ gungen ausgesetzt und anschließend in einen Absetzbe­ hälter geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension der Einwirkung durch stoß- oder schlagartige Anregung erzeugter Eigenschwingungen der Leit- oder Begrenzungsflächen ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eigenschwingungseinwirkung kontinuier­ lich während des Vorbeiströmens der Suspension an den Leit- oder Begrenzungsflächen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eigenschwingungseinwirkung auf die Suspension während 5 bis 20 Sekunden erfolgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
mit einer Zuleitung für die Suspension, mit einer Einrichtung zur Zugabe von Flockungs- und/oder Koagulierungsmitteln zu der Suspension,
mit einer an die Zuleitung angeschlossenen, von der mit den Flockungs- und/oder Koagulierungsmitteln versehenen Suspension durchströmenden Konditionierein­ heit, in welcher sich mit der strömenden Suspension in Berührung stehende Leit- und Begrenzungsflächen befin­ den, welche quer zur Strömungsrichtung in Schwingungen versetzbar sind,
und mit einem der Konditioniereinheit nachgeschal­ teten Absetzbehälter zur Abtrennung der Feststoffe aus der Suspension durch Schwerewirkung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels deren auf die Leit- und Begrenzungsflächen zwecks Anregung von Eigenschwingungen mit quer zur Ausdehnung der Leit- und Begrenzungsflächen gerichteten Bewegungskomponenten fort­ gesetzte Stöße oder Schläge ausübbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konditioniereinheit (10) eine zylin­ drische, von der Suspension durchströmte Kammer (1) mit einer zu Eigenschwingungen befähigten rohrförmigen Wan­ dung umfaßt, auf deren Außenseite die Stöße oder Schläge radial ausübbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine oder mehrere Hammeranordnungen vorge­ sehen sind, die gegen die Außenseite der rohrförmigen Wandung (4) wirken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rohrförmige Wandung (4) mit geringem Spiel von einem Rohrabschnitt (9) umgeben ist, der mit einem Schwingungserzeuger (14) in Verbindung steht und unter der Wirkung der durch den Schwingungserzeuger (14) erzeugten, quer zur Rohrachse erfolgenden Schwingungen fortgesetzt an über die Oberfläche wahllos verteilten Stellen der Wandung (4) der (1) anschlägt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rohrförmige Wandung (4) von einer weiteren Wandung (5) konzentrisch umgeben und aufrecht angeordnet ist, daß der Raum (6) zwischen den Wandun­ gen (4, 5) unten geschlossen ist und daß der Rohrab­ schnitt (9) von oben in den Raum (6) zwischen den Wan­ dungen (4, 5) eingreift.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konditioniereinheit (10) im oberen Teil des Absetzbehälters (50, 70) angeordnet ist und mit dem oberen Rand über den Flüssigkeitsspiegel im Absetz­ behälter (50, 70) hinausragt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditioniereinheit (10) über Schwingungsdämpfer (19) in dem Absetzbehälter (50, 70; 20) abgestützt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der zylindrischen Kammer (1) eine Rühreinrichtung (59) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende (8) der Wan­ dung (4) der zylindrischen Kammer (1) sich trichterförmig nach unten verjüngt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem sich verjüngenden Bereich der Wan­ dung Flüssigkeitsdurchlässe (82) vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Absetzbehälter (50, 70) durch Zwischenwände in mehrere, untereinander durch Überläufe verbundene horizontal benachbarte Bereiche (30, 31, 32; 30, 71) unterteilt ist, die von der Suspension nacheinander durchströmbar sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14 mit einem eine aufrechte Achse aufweisenden Absetzbehälter, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bereiche (30, 31, 32; 30, 71) konzen­ trisch zueinander angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15 mit einem zylindrischen, sich nach unten trichterförmig verjüngen­ den und am unteren Ende des Trichters einen Schlammaus­ laß aufweisenden Absetzbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Bereich (71) in Umfangsrichtung in 4n Kammern (80) unterteilt ist,
daß die Kammern (80) mit Abstand oberhalb des un­ teren Endes des Trichters (22) durch einen gelochten Bo­ den (74) abgeschlossen sind,
daß jede n-te Kammer (80) nahe oberhalb des Bodens (74) einen radialen Durchlaß (75) aufweist,
daß auf dem Boden (74) ein ringförmiger drehbarer Schieber (78) anliegt, der entsprechend den Kammern (80) in Zonen unterteilt ist und in Umfangsrichtung nachein­ ander jeweils eine erste Zone, in der er gegen den Bo­ den (74) und die Wandung (21) geschlossen ist, eine zweite Zone, in der er ebenfalls gegen den Boden (74) und die Wandung (21) geschlossen ist, eine dritte Zone, in der er gegen den Boden (74) einen radialen Schlitz (82) aufweist und gegen die Wandung (21) geschlossen ist, und eine vierte Zone umfaßt, in der er gegen den Boden (74) geschlossen ist und gegen die Wandung (21) eine Öffnung (83) aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der in den äußeren Bereich (74) führende Überlauf durch einen weiteren umlaufenden Schieber (86) periodisch zu öffnen und zu schließen ist, der mit dem Schieber (78) drehverbunden ist und den Überlauf in eine bestimmte Kammer (80) freigibt, wenn sich der Schieber (78) bei dieser Kammer (80′) in der ersten Zone befindet.

18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
mit einer Zuleitung für die Suspension, mit einer Einrichtung zur Zugabe von Flockungs- und/oder Koagulierungsmitteln zu der Suspension, mit einer an die Zuleitung angeschlossenen, von der mit den Flockungs- und/oder Koagulierungsmitteln versehenen Suspension durchströmenden Konditionierein­ heit, in welcher sich mit der strömenden Suspension in Berührung stehende Leit- und Begrenzungsflächen befin­ den, welche quer zur Strömungsrichtung in Schwingungen versetzbar sind,
und mit einem der Konditioniereinheit nachgeschal­ teten Absetzbehälter zur Abtrennung der Feststoffe aus der Suspension durch Schwerewirkung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels deren die Leit- und Begrenzungsflächen kontinuierlich zu Eigenschwingungen mit quer zur Ausdehnung der Leit- und Begrenzungsflächen gerichteten Bewegungskomponenten anregbar sind.