DE4029824A1 - Vorrichtung zum einmischen einer fluessigkeit in eine fluessigkeitsstroemung in einer rohrleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einmischen ei­ ner Flüssigkeit in eine Flüssigkeitsströmung in einer Rohr­ leitung, und zwar vorzugsweise zum Einmischen von Flock­ mittel in den einer Entwässerungsvorrichtung zugeführten Schlamm.

Beim Entwässern von Schlämmen in Filterpressen oder ähnli­ chen Entwässerungsvorrichtungen ist es bekannt, insbeson­ dere schwer entwässerbare Schlämme wie z. B. Klärschlämme von Abwasserreinigungsanlagen, durch Zugabe von Chemikalien zu konditionieren, um ihre Entwässerbarkeit zu verbessern. Diese Chemikalien, insbesondere als Flockmittel wirkende Polyelektrolyten, sollen durch Reaktion mit den Schlammin­ haltsstoffen die Ausbildung von möglichst stabilen Schlamm­ flocken bewirken. Es ist z. B. aus "Abwassertechnik" Heft 1/1985, S. 4 bekannt, daß es für eine möglichst gute Aus­ nutzung des Flockmittels und eine optimale Flockenbildung einerseits auf ein möglichst wirksames Einmischen des Flockmittels in die Schlammströmung unter gleichzeitigem Eintrag einer definierten Mischenergie, und andererseits auf eine auf die Einmischung folgende Flockungsreifezeit für die Ausbildung und Reifung der Schlammflocken vor dem Eintritt in die Entwässerungsvorrichtung ankommt.

Üblicherweise wird das Flockmittel der Schlammsuspension vor oder hinter der den Pressdruck erzeugenden Be­ schickungspumpe über eine in die Schlammleitung mündende Zuleitung zugeführt. Es sind aber auch bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, mit denen eine wirksamere Einmi­ schung des Flockmittels oder ähnlicher Chemikalien in eine Schlamm- oder Flüssigkeitsströmung angestrebt wird. Bei­ spielsweise ist es aus DE-OS 23 20 212 bekannt, in einer Abwasserleitung hinter der Einmündungsstelle einer Chemika­ lienzuleitung ortsfest eingebaute Schikanen zu verwenden, die die Flüssigkeitsströmung verwirbeln und ihre Vermi­ schung mit den Chemikalien verbessern. Gemäß DE-OS 23 53 874 sind, zum Konditionieren einer Schlammsuspension mit Rührwerken ausgerüstete Mischgefäße vorgesehen, die von der Schlammsuspension durchströmt werden und in denen jeweils Zuleitungen für das Flockmittel münden. Auch gemäß DE-PS 32 42 912 werden zum Einmischen von Flockmittel in Klärschlamm Mischkammern verwendet, die jedoch nicht mit Rührwerk ver­ sehen sind, sondern jeweils als Strahlapparate mit In­ jektordüsen für die Schlammsuspension ausgebildet sind. Ein Hauptnachteil der letztgenannten Vorrichtungen besteht darin, daß bauliche Änderungen an der Schlammleitung auf Grund des Einbaues von Mischkammern erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der genannten Art anzugeben, die eine möglichst wirksame Einmischung des Flockmittels oder dergleichen Flüssigkeit unter Dosierung der Einmischenergie auf einer möglichst kurzen und definierten Einmischstrecke ermöglicht, ohne daß die Rohrleitung durch eine Mischkammer unterbrochen wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche beziehen sich auf weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Rohrleitung mit Ein­ mischvorrichtung, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Einmischvorrichtung gemäß einer zweiten Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Rohrleitung mit einer ver­ schiebbaren Einmischvorrichtung gemäß einer weiteren Aus­ führungsform der Erfindung;

In Fig. 1 ist schematisch im Längsschnitt eine Rohrleitung 3 dargestellt, in der eine Suspension, z. B. Klärschlamm, von einer Beschickungspumpe 1 zu einer Entwässerungsvor­ richtung 5, z. B. einer Kammerfilterpresse, gefördert wird. In die Rohrleitung 3 ist mittels Flanschverbindungen 7 ein Rohrstück 9 eingesetzt in dessen Wandung eine schräg zur Achse geneigte, ebene Montagefläche 11 ausgebildet ist. In dieser ist mittels einer abdichtenden Drehlagerung 13 ein drehbares Rohrstück 15 gelagert, dessen Längsachse 17 in einem Winkel zur Längsachse 19 der Rohrleitung 3 geneigt ist. Das Rohrstück 15 ist durch eine Drehkupplung 21 mit einer Leitung 23 verbunden, durch die eine Chemikalienlö­ sung, insbesondere ein Flockungsmittel, aus einem Vorrats­ behälter 25 durch eine Dosierpumpe 27 zugeführt wird. Das drehbare Rohrstück 15 trägt an seinem Ende im Inneren des Rohrstücks 9 einen kugel- oder ellipsoidförmigen Verteiler­ kopf 29, der an seinem Außenumfang mit einer Anzahl von Austrittsöffnungen oder -düsen 31 versehen ist, die gleich­ mäßig um die Achse 17 verteilt angeordnet sind. Außerdem trägt der Verteilerkopf 29 an seiner Umfangsfläche eine An­ zahl von abstehenden Leitblechen oder Flügeln 33. Das Rohr­ stück 15 mit dem Verteilerkopf 29 kann durch einen Elektro­ motor 35 in Rotation versetzt werden. Bei Rotation des Ver­ teilerkopfs 29 wird durch den Umlauf der Austrittsöffnungen 29 und der Leitflügel 33 eine sehr rasche und intensive Vermischung der zugeführten Chemikalienlösung in der Schlammströmung erzielt, wobei der Betrag der gleichzeitig durch die Flügel 33 eingebrachten Mischenergie durch Verän­ dern der Drehzahl des Motors 35 stufenlos verändert werden kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist in die Rohrleitung 3 mittels Flanschverbindungen 7 ein Rohrstück 9 eingesetzt, das in seinem Innern einen Einsatz 41 zur düsenartigen Ver­ engung des Rohrquerschnitts aufweist. In der Rohrwandung ist mittels einer abdichtenden Drehdurchführung 43 ein Rohrstück 15 mit Verteilerkopf 29 drehbar gelagert. Ausge­ staltung des Rohrstücks 15 und des Verteilerkopfs 29 mit Austrittsdüsen 31 und Leitblechen oder Flügeln 33 entspre­ chen im wesentlichen der Ausgestaltung nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die Achse des Rohrstücks 15 und Verteiler­ kopfes 29 rechtwinklig zur Längsachse der Rohrleitung 3 an­ geordnet ist. Das Rohrstück 15 ist durch eine abdichtende Drehkupplung 19 mit der Zuführleitung 21 für die einzumi­ schende Flüssigkeit, z. B. eine Flockungschemikalie, ver­ bunden und wird durch einen Elektromotor 35 in Rotation versetzt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 enthält die Rohrleitung 3 ein mittels Flanschverbindungen 7 eingesetztes Winkel­ oder Kniestück 51. In dessen Wandung ist mittels einer ab­ dichtenden Durchführung 13 eine Rohrlanze 53 drehbar und längsverschiebbar gelagert. Die Rohrlanze trägt an ihrem Ende einen Verteilerkopf 29, der in analoger Weise wie der Verteilerkopf 29 von Fig. 1 ausgebildet ist und deshalb nicht näher beschrieben wird. An ihrem anderen Ende ist die Rohrlanze 53 über eine Drehkupplung 55 mit einem flexiblen Schlauch 57 verbunden, an den die Zuführleitung 21 für das Flockungsmittel angeschlossen ist. Zum Drehen der Rohrlanze 53 um ihre Achse ist ein Drehmotor 35 der über ein Ritzel einen innen mit Keilverzahnung versehenen Zahnring 36 an­ treibt, der mit den Längsnuten einer die Lanze 53 umgeben­ den Nutenwelle 34 verschiebbar in Eingriff steht, vorgese­ hen. Für das Längsverschieben der Lanze ist ein Verschiebe­ antrieb 59 vorgesehen mit einem motorgetriebenen Ritzel 58, das mit den Ringzähnen einer die Lanze 53 umgebenden Rund­ zahnstange 60 in Eingriff steht. Beide Antriebe 35 und 59 sind ortsfest und dienen gleichzeitig als Lager für die Lanze 53. Durch die Rotation der Lanze 53 mit dem Mischkopf 29 kann der Mischeffekt verstärkt und die durch die Flügel 33 des Mischkopfes 29 eingetragene Mischenergie gesteuert werden. Durch das Längsverschieben der Rohrlanze 53 kann der Abstand des Mischkopfes 29 von der an die Rohrleitung 3 angeschlossene Entwässerungsvorrichtung verändert und da­ durch die für die Ausreifung der Schlammflocken zur Verfü­ gung stehende Verweilzeit optimiert werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Einmischen einer Flüssigkeit in eine Flüssigkeitsströmung in eine Rohrleitung, insbesondere zum Einmischen von Flockmittel in den einer Entwässerungsvor­ richtung zugeführten Schlamm gekennzeichnet durch einen an eine Zuführlei­ tung für die Flüssigkeit angeschlossenen Verteiler (29, 61), der eine Anzahl von Austrittsöffnungen (31, 63) auf­ weist, die in Winkelabständen um eine Achse verteilt ange­ ordnet sind und in die Rohrleitung (3) münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verteiler als ein im Innern der Rohrleitung (3) angeordneter Verteilerkopf (29) ausgebildet ist, an dessen Umfang die Austrittsöffnungen (31) und in Winkelabständen um die Achse (17) des Verteilerkopfs (29) verteilt, angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verteilerkopf (29) um seine Achse (17) drehbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verteilerkopf (29) an seinem Umfang vorstehende Flügel (33) trägt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flügel (33) so geformt sind, daß sie als Antriebsflügel durch die Flüssigkeitsströmung in der Rohrleitung (3) die Drehung des Verteilerkopfs (29) be­ wirken.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor (35) zum Drehen des Verteilerkopfs (29) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (17) des Ver­ teilerkopfes rechtwinklig oder in einem Winkel geneigt zur Achse (19) der Rohrleitung (3) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkopf (29) mit seiner Achse parallel zur Achse der Rohrleitung (3) an­ geordnet und in Längsrichtung der Rohrleitung (3) ver­ schiebbar ist.