DE3642702A1 - Verfahren zum abziehen von schwimmstoffen von der oberflaeche von absitzbecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abziehen von Schwimmstoffen von der Oberfläche von Absitzbecken, Abscheidern u. dgl. und eine geeignete Vorrichtung.

Schwimmstoffabzugsvorrichtungen bedienen sich in der Regel an der Oberfläche angeordneter, in den Beckeninhalt eintauchender Ableitelemente, z. B. Ableitrinne, die eine verstellbare Wehrkante aufweisen. Es ist üblich, daß diese Wehrkante auf einen von dem Schwimmstoffanfall abhängigen Wert eingestellt wird. Sind Spiegelschwankungen im Becken zu erwarten, dann bildet man die Wehrkante selbsteinstellend aus, z. B. mit Schwimmern (De-OS 34 43 309). Es hat sich jedoch gezeigt, daß fest eingestellte Wehrkanten den Schwimmstoff nur unbefriedigend abziehen. Stellt man die Kante hoch ein, um so wenig Wasser wie möglich mit abzuziehen, so fehlt der Druck, mit dem der Schwimmstoff in die Ableitrinne getrieben wird, er staut sich vor der Ableitrinne und wird, wenn sich diese bewegt, vor der Rinne hergeschoben. Ist die frei nachfahrbare Wehrkante mit Schwimmern ausgestattet, dann kann es bei einem Stau in dem Ableitelement zu einem Abtauchen der Schwimmer kommen, so daß ein geregelter Ablauf nicht mehr möglich ist.

Die Aufgabe hier eine wesentliche Verbesserung zu erreichen, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wehrkante in regelmäßigen Zeitabständen abgesenkt und wieder angehoben wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß ein solches stoßweises Absenken der Wehrkante sehr gute Räumergebnisse erbringt. Es entsteht offenbar ein Räumdruck, der durch das schnelle und relativ tiefe Eintauchen der Wehrkante die kompakten Schwimmstoffe sehr gut abräumt. Optimale Räumergebnisse können erzielt werden, wenn die Wehrkante mit der Eigenfrequenz der Schwimmstoffbewegung abgesenkt wird. Diese Resonanz des Schwimmstoffs erzeugt einen besonders hohen Räumdruck.

Vorzugsweise läßt man die Wehrkante sinusförmig um eine Nullage pendeln, wobei die Nullage in Anpassung an schwankende Flüssigkeitsspiegel einstellbar sein kann. Ebenso kann die Amplitude der Pendelbewegung unter Berücksichtigung wechselnden Schwimmstoffanfalls einstellbar sein. Auch die Phasenlänge einer Pendelbewegung sollte vorteilhafterweise veränderbar sein, weil manche Schwimmstoffe einen langsameren Abzug erfordern.

Bei geringerem Schwimmstoffanfall kann es ferner sinnvoll sein, der Wehrkante längere Stillstandszeiten in der oberen Schließstellung zu unterlegen. Die Wehrkante wird dann zum Abzug von Schwimmstoff periodisch in je nach Schwimmschichtdicke einstellbare Abzugsstellungen abgesenkt, die durch einen Anschlag fixiert sind. Hierbei kann auch die Absenkgeschwindigkeit eingestellt werden, wenn dies im Interesse eines hohen Räumdrucks nötig ist.

Die Einstellung der Wege, Zeiten und Geschwindigkeiten erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von Meßdaten, ein Meßwert kann z. B. der Flüssigkeitsstand in dem Ableitelement sein. Die Steuerung der Wehrkante erfolgt dann auf die Weise, daß ein niedriger Flüssigkeitsstand ein mehrmaliges oder pilgerschrittartiges Absenken und ein hoher Flüssigkeitsstand ein schnelles Anheben der Wehrkante auslöst, wobei die Abfragung in Intervallen oder quasi stetig erfolgen kann.

Für sehr lange Ableitelemente mit über die Länge unterschiedlichem Schwimmstoffanfall kann eine Unterteilung des Abzugs in mehrere Abschnitt sinnvoll sein, wobei die Abzugszeiten und -mengen unterschiedlich einzustellen sind.

Weitere Ausgestaltungen des neuen Abzugverfahrens sind Gegenstand von Unteransprüchen, beliebige sinnvolle Kombinationen der vorerwähnten Maßnahmen sind ebenfalls denkbar.

Nachfolgend werden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der in den Figuren dargestellten Abläufe geschildert. Danach wird ein beispielhaftes Abzugselement mit Antrieb und Steuerung beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 ein Zeit/Weg-Diagramm für eine sinusförmige Auf- und Abbewegung der Wehrkante,

Fig. 2 ein Diagramm, ähnlich Fig. 1, jedoch mit einstellbaren oberen Stillstandszeiten,

Fig. 3 eine mittels Niveaumessung eines Wasserstands oder Druckmessung in der Abförderleitung gesteuerte Bewegung,

Fig. 4 eine in kleinen Hubschritten gesteuerte Bewegung in Abhängigkeit von einer kurzfristigen Niveauabfragung,

Fig. 5 dieselbe Steuerung wie in Fig. 4, jedoch mit großen Abfrageintervallen und großen Hubbewegungen,

Fig. 6 ein mit einer fest eingestellten Niveausonde und einem in der oberen Schließstellung ausgelösten Zeitrelais erzielter Bewegungsablauf.

In Fig. 1 ist die Nullage, um die der Antrieb der Wehrkante pendeln kann, mit 1 bezeichnet. Die Amplitude 2 ist Exzentrizität des Antriebs. Es ist deutlich, daß je nach Spiegelhöhe 3, 3′ der Schwimmstoffschicht die Eintauchtiefe 4, 4′ und damit die Abzugszeit 5, 5′ schwanken kann. Um gleiche Abzugszeiten zu erhalten, wird man daher die Nullage 1 des Antriebs in Anpassung an schwankende Flüssigkeitsstände 3, 3′ einstellbar machen.

Fig. 2 zeigt eine Steuerung, die wechselnden Schwimmstoffanfall berücksichtigt. Bei geringem Anfall braucht nur in größeren Zeitabständen abgezogen zu werden, was durch Einstellen der Stillstandszeiten 6, 6′ in der oberen Schließstellung 7 erreicht wird.

Fig. 3 dokumentiert einen von Meßdaten beeinflußten Antrieb der Wehrkante. Gemessen wird entweder der Flüssigkeitsstand in dem Ableitelement oder der Pumpenvorlage oder der Druck in der Förderleitung der Pumpe. Signalisiert der Meßwertgeber, daß Flüssigkeitsstand oder Druck einen Minimalwert erreicht haben, dann beginnt die Absenkbewegung 8, 8′, die an einem unteren Anschlag 9 endet. Als Auslöser für die Schließbewegung 10, 10′ kann ein bei Beendigung der Absenkbewegung in Gang gesetztes Zeitrelais (Relaiszeit 11) oder ein oberer Niveau- bzw. Druckwert dienen.

Der Bewegungsablauf nach Fig. 4 ist entstanden durch eine den Flüssigkeitsstand in kurzen Zeitabständen 12 abfragende Niveausonde und einem von ihr gesteuerten Antrieb mit kleiner Schrittweite 13. Ergeben mehrere aufeinanderfolgende Abfragen keine Abweichung von Niveausollwert, so erfolgt auch kein Nachfahren der Wehrkante. Eine solche Steuerung ist in der Lage, Niveauschwankungen im Becken augenblicklich zu berücksichtigen.

Bei dem Diagramm nach Fig. 5 sind die Abfrageintervalle größer gewählt und das Schrittschaltwerk durch einen Zweistellungsantrieb ersetzt.

Die Steuerung für das Diagramm nach Fig. 6 schließlich besteht aus einer auf einen festen oberen Flüssigkeitsstand eingestellten Sonde und einem Zeitrelais für die obere Schließstellungszeit. Zunächst wird nach Ablauf des Zeitrelais der Wehrkantenantrieb auf Absenken geschaltet. Dadurch wird Schwimmstoff abgezogen, und der Flüssigkeitsstand steigt im Abzugselement. Sobald hierbei die obere Sonde ausgelöst wird, erhält der Antrieb den Befehl zur Umkehr. Er fährt dann auf jeden Fall bis in die obere Schließstellung, so daß der Schwimmstoffabzug aufhört und der Flüssigkeitsstand im Abzugselement durch Abfördern sinkt. Bei Erreichen der Relaiszeit beginnt der Antrieb wieder mit dem Absenken, ist die vorherige Schließzeit zu kurz gewesen für die Schwimmstoffabförderung, dann wird die obere Sonde sehr schnell wieder Vollfüllung melden und die Wehrkante zur Umkehr zwingen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Verfahren ist in Fig. 7 schematisch im Querschnitt gezeigt. Dabei ist mit 20 eine in einem Rundbecken umlaufende Brücke bezeichnet, an der in Bewegungsrichtung vorne die Schwimmstoffrinne 21 befestigt ist. Bei einem horizontal durchströmten Kreisringbecken kann die Brücke auch feststehend sein, da ihr die Schwimmstoffe dann zugetrieben werden. Die Rinne 21 ist über eine Abzugsleitung 22 an eine Förderpumpe (nicht dargestellt) oder einen Sammelbehälter angeschlossen. Die Vorderseite der Rinne ist als bewegliche Wehrkante 23 ausgebildet, die seitlich gegen die Wangen 24 der Rinne 21 abgedichtet ist. Als Antrieb für die Wehrkante 23 dient eine Exzenterkurbel 25 mit einstellbarer Exzentrizität (Führung 26) und Nullage (Stellantrieb 27). In den Rinnensumpf ragt eine Niveausonde 28, die mit der Steuerung des Antriebes verbunden ist.

Im Betrieb wird die Wehrkante 23 von dem Exzenterantrieb 25 periodisch in die Abzugstellung 23′ abgesenkt, so daß die Schwimmstoffschicht 29 in die Rinne 21 läuft und von dort abgezogen wird. Der Antrieb wird von den Signalen der Niveausonde 28 gesteuert.

Bei besonders großen Beckendurchmessern können mehrere solcher Abzugsrinnen radial nebeneinander angeordnet werden, die aber an einen gemeinsamen Sammelbehälter angeschlossen sind, es ist auch denkbar, eine durchgehende Rinne zu installieren, die mehrere Wehrkantenabschnitte aufweist. Jeder Rinnenabschnitt bzw. jede Wehrkante hat einen eigenen Hub- und Senkantrieb. Dabei wird der Niveausonde eine Ungleichzeitigkeitssteuerung der Antriebe nachgeordnet, so daß sich die aktive Abzugsstrecke nach Länge und Ort ständig ändert. Mit einem entsprechenden Programm kann so der Abzug auch an über den Radius unterschiedlichen Schwimmstoffanfall angepaßt werden.

Claims (28)

1. Verfahren zum Abziehen von Schwimmstoffen von der Oberfläche von Absitzbecken, Abscheidern u. dgl., mit Hilfe eines eine verstellbare Wehrkante aufweisenden, in die Oberfläche eingetauchten Ableitelements insbesondere einer Ableitrinne, dadurch gekennzeichnet, daß die Wehrkante in regelmäßigen Zeitabständen abgesenkt und wieder angehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wehrkante um eine Nullage, die in etwa der mittleren Spiegelhöhe im Becken entspricht, pendeln gelassen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullage einstellbar ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Pendelbewegung einstellbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlänge der Pendelbewegung einstellbar ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stillstandszeiten einstellbar sind, wobei in den Stillstandszeiten die Wehrkante immer in der oberen Schließstellung steht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wehrkante von einer oberen Schließstellung periodisch in einstellbare Abzugsstellungen absenkbar ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Schließzeiten als auch die Abzugzeiten einstellbar sind.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkgeschwindigkeit einstellbar ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiten, Wege und Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von Meßdaten verändert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert ein Flüssigkeitsstand im Ableitelement ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert der Flüssigkeitsstand in einem Pumpenbehälter ist.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert der Druck in einer dem Ableitelement nachgeschalteten Druckförderleitung ist.

14. Verfahren nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß obere und untere Endstellung der Wehrkante durch einen Anschlag festgelegt sind.

15. Verfahren nach Anspruch 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine intervallartige Messung der Regelgröße und ein entsprechend der Abweichung vom Sollwert erfolgendes schrittweises Nachfahren der Wehrkante.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Intervallzeit und Größe der Wehrkantenbewegung einstellbar sind.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmstoffe über die Fläche in mehrere Abschnitte unterteilt abgezogen und die Abzugszeiten und -mengen unterschiedlich eingestellt werden.

18. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, mit mindestens einem an der Wasseroberfläche angeordneten, eingetauchten Schwimmstoffableitelement, das eine einstellbare Wehrkante aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wehrkante (23) ein Hub- und Senkantrieb (25) zugeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub- und Senkantrieb als Exzenterantrieb (25) ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Exentrizität verstellbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterantrieb zwecks Einstellung der Nullage höhenverstellbar ist. (Stellantrieb 27).

22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterantrieb einen Intervallschalter mit einstellbarer Intervallzeit hat.

23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hub- und Senkantrieb (25) in dem Ableitelement (21) oder dem Pumpenbehälter ein Druckmeßgerät steuerungsmäßig zugeordnet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Schwimmschlamm abfördernden Druckleitung der Pumpe ein Druckmeßgerät vorgesehen ist, das steuerungsmäßig mit dem Hub- und Senkantrieb derart verbunden ist, daß bei Erreichen eines einstellbaren Druckminimums der Antrieb auf Absenken geschaltet und nach Erreichen eines an einem Zeitrelais eingestellten Zeitintervalls aus der unteren Anschlagstellung wieder auf Schließstellung gehoben wird.

25. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ableitelement oder dem Pumpenbehälter ein den Flüssigkeitsstand abfühlendes Meßgerät (Sonde, Druckmeßdose od. dgl.) vorgesehen ist, das mit einem Schrittregler in der Weise schaltungsmäßig verbunden ist, daß der Flüssigkeitsstand in vorbestimmten Zeitabständen abgefragt und der Hub- und Senkantrieb bei Unterschreiten des Sollwerts des Flüssigkeitsstands stufenweise abgesenkt und bei Überschreiten angehoben wird.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrage-Zeitabstände und die Hub- bzw. Absenkstufen einstellbar sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine im Pumpenbehälter oder im Ableitelement angeordnete Niveausonde, die mit dem Hub- und Senkantrieb in der Weise verbunden ist, daß bei Erreichen der Sonde der Antrieb auf langsames Heben bis zum oberen Anschlag geschaltet und dort ein Zeitschaltwerk in Gang gesetzt wird, das nach Ablauf der eingestellten Zeit den Antrieb auf langsames Absenken schaltet.

28. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei das Ableitelement in mehrere unabhängige Abschnitte unterteilt oder mit mehreren Wehrkanten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Abschnitt bzw. jeder Wehrkante ein eigener Hub- und Senkantrieb zugeordnet ist und daß die Antriebe mit einer Ungleichzeitigkeitssteuerung für zeitversetzten Betrieb versehen sind.