DE4130515A1 - Self-cleaning of compact sedimentation separators - sedimentation pipes, plates etc. by bodies made of e.g. rubber which are moved back and forwards by mechanical or hydraulic means - Google Patents
Self-cleaning of compact sedimentation separators - sedimentation pipes, plates etc. by bodies made of e.g. rubber which are moved back and forwards by mechanical or hydraulic meansInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sedimentativen Entnahme von Stoffen aus einem fließfähigen Medium in Verbindung mit einer selbstreinigenden Einrichtung und deren Steuerung.The invention relates to a method for sedimentative Removal of substances from a flowable medium in Connection with a self-cleaning device and their control.
Kompakt-Absetzer werden im Bereich der Abtrennung von Feststoffen aus Wasser und Abwasser, im Bereich der Che mie zur Abtrennung von dichteren Stoffen aus newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten bis hin zur Ferti gungstechnik zur Trennung von Ölen aus Emulsionen einge setzt. Im folgenden werden deshalb die von dichteren Stoffen zu reinigenden Flüssigkeiten als Medium bezeich net.Compact spreaders are used in the separation of Solids from water and waste water, in the area of Che mie for the separation of denser substances from Newtonian and non-Newtonian liquids up to ferti technology for separating oils from emulsions puts. In the following, therefore, those of denser Substances to be cleaned liquids referred to as medium net.
Kompakt-Absetzer werden weiterhin im Gleich- und Gegen strom betrieben, was heißt, daß die abgeschiedenen dich teren Stoffe in gleicher Richtung wie das Medium durch die Einbauten strömen bzw. diesem entgegengesetzt. Kom pakt-Absetzer werden weiterhin auch als Elemente in räum lichen Absetzern bis hin zu flotierend wirkenden Trennsy stemen, bei denen Stoffe zum Aufschwimmen an der Ober fläche gebracht werden, wo sie konzentriert und abge schöpft werden können.Compact stackers are still in the same and opposite powered, which means that the secluded you other substances in the same direction as the medium the internals flow or counter to this. Com Pact stackers are still used as elements in space settlers to floating separation systems stemen, where fabrics to float on the upper be brought to the area where it is concentrated and focused can be scooped.
In der Abwassertechnik ist bekannt (P. Kunz: Behandlung von Abwasser. Vogel-Buchverlag, Würzburg 1991), daß die Entnahme von Stoffen aus Wasser in erster Linie von der Sinkgeschwindigkeit der abzuscheidenden Teilchen und der Trennflächenbelastung, d.i. der beaufschlagende Volumen strom dividiert durch die Oberfläche, abhängen. Nach De finition gilt ein Teilchen als abgeschieden, wenn es den Boden des Sedimentationsapparates erreicht hat. Bei spielsweise muß in einem Sedimentationsapparat, in dem das von Stoffen zu reinigende Medium horizontal strömt, die Zeit, die ein Teilchen zum Erreichen des Bodens benö tigt, gleich lang oder länger sein als seine Horizontal geschwindigkeit, die es aufgrund der Strömung des Mediums erfährt.Wastewater technology is known (P. Kunz: treatment of wastewater. Vogel-Buchverlag, Würzburg 1991) that the Removal of substances from water primarily from the Sinking speed of the particles to be separated and the Interface load, i.e. the acting volume current divided by the surface, depend. According to De By definition, a particle is considered to be separated if it has the Has reached the bottom of the sedimentation apparatus. At for example, in a sedimentation apparatus in which the medium to be cleaned of substances flows horizontally, the time it takes a particle to reach the bottom tends to be the same length or longer than its horizontal speed it is due to the flow of the medium experiences.
In der konventionellen Sedimentationstechnik werden meist großvolumige Absetzbehälter mit unten liegendem Trichter eingesetzt; in industriellen Prozessen setzt man Kompakt- Abscheider ein, die im Absetzraum schräg gestellte Ein bauten, wie Platten oder Röhren, aufweisen. Der Vorteil dieser Maßnahme liegt in der Vergrößerung der Oberfläche.In conventional sedimentation technology, mostly large-volume settling tanks with a funnel at the bottom used; in industrial processes, compact Separator on, the one inclined in the settling room buildings, such as plates or tubes. The advantage this measure involves increasing the surface area.
Dies soll an folgender Überlegung veranschaulicht werden: Wenn man die Einbauten in einen horizontal durchströmten Sedimentationsapparat waagrecht einsetzen könnte, würde man z. B. durch den Einbau einer Platte bereits die oben definierte Trennflächenbelastung halbieren, mit zweien dritteln usw. Allerdings würden sich die abzuscheidenden Stoffe auf den Platten ablagern, die Funktion wäre damit nach kurzer Zeit erloschen. Deshalb stellt man die Ein bauten schräg. Die Oberseite der Platte stellt dadurch den Boden, die Unterseite die zusätzlich geschaffene Oberfläche dar. Über die Schrägstellung wird erreicht, daß die abgeschiedenen Stoffe in einen Trichter rutschen, von wo sie entnommen werden können.This is illustrated by the following consideration: If you flowed through the internals horizontally Sedimentation apparatus could use horizontally one z. B. by installing a plate already the above Halve the defined interface load with two third, etc. However, the ones to be separated would Place substances on the plates, the function would be extinguished after a short time. That's why you set the On built at an angle. This creates the top of the plate the bottom, the bottom the additionally created Surface. The inclination is achieved that the separated substances slide into a funnel, from where they can be taken.
In der Literatur und Prospekten anbietender Firmen werden diese Kompakt-Absetzer auch unter der Bezeichnung Schräg klärer, Lamellenabscheider, Schrägplattenabscheider oder Schnellklärer geführt.In the literature and brochures of companies offering these compact spreaders also called oblique clarifier, lamella separator, inclined plate separator or Rapid clarifier led.
Die Neigung der Einbauten wird i.a. um 60° gegen die Ho rizontale geneigt gewählt, daß ein selbstgängiges Abrut schen der abzuscheidenden Stoffe erfolgen kann und trotzdem noch eine große wirksame, von der senkrechten abweichende Oberfläche entsteht. Da diese Merkmale gegen läufig sind, muß man in der Praxis bislang Kompromißlö sungen wählen. Abhängig von der gewählten Neigung und auch vom Abstand der Einbauten zueinander auf der einen Seite und abhängig von der Konsistenz der abzuscheidenden Stoffe sowie ihrer Wechselwirkung mit dem Material, aus dem die Einbauten bestehen, auf der anderen Seite müssen die Kompakt-Absetzer immer wieder gereinigt werden.The inclination of the internals is generally by 60 ° against the ho rizontale inclined that a self-contained abrasion between the substances to be separated and still a great effective, from the vertical deviating surface arises. Since these characteristics are against are common, one has to compromise in practice so far choose solutions. Depending on the selected inclination and also on the distance of the internals to one another Side and depending on the consistency of the deposited Substances and their interaction with the material which the internals consist of, on the other hand the compact spreaders are cleaned again and again.
Nachteilig ist, daß dies in der Regel manuell mit Bürsten - unterstützt ggf. durch Hochdruckreiniger - erfolgen muß. Dazu ist es sogar bei den meisten Ausführungsformen notwendig, das Medium aus dem Kompakt-Absetzer abzulas sen. Teilweise wird dazu der gesamte Absetzer-Inhalt ei ner Schlammbehandlung zugeführt.The disadvantage is that this is usually done manually with brushes - supported by high pressure cleaners if necessary got to. It is even so in most embodiments necessary to discharge the medium from the compact winder sen. In some cases, the entire weaner content is used ner sludge treatment.
Trotz der genannten Nachteile haben sich Kompakt-Absetzer in der Industrie durchgesetzt. Mittlerweile werden sogar Kompakt-Absetzer auch für die Abscheidung biologischer Schlämme eingesetzt, obwohl die Einbauten wie die Tauch körperelemente in Festbett-Bioreaktoren wirken. Von be sonderer Problematik ist dabei, wenn derartige Systeme im Bereich von Kleinkläranlagen zur Anwendung kommen, wo ei ne Wartung und Reinigung von Klärelementen meist unter bleibt.Despite the disadvantages mentioned, compact stackers have been found enforced in the industry. Meanwhile, even Compact spreader also for biological separation Sludge used, although the internals like the submersible Body elements work in fixed bed bioreactors. From be A particular problem is when such systems in Range of small wastewater treatment plants where ei ne maintenance and cleaning of clarifying elements mostly under remains.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Kompakt-Absetz-Anlage mit selbständi ger Reinigung der Einbauten vorzuschlagen, die die Nach teile in verschiedenen - auch bereits bestehenden - Aus führungsformen von bekannten Kompaktabsetzern beseitigen und auch den Einsatz in biologischen Abwasserreinigungs systemen ermöglichen.The invention is therefore based on the object Process and a compact weaning system with independent to propose cleaning of the internals, which the after parts in different - also existing - Aus eliminate management forms of known compact stackers and also the use in biological wastewater treatment enable systems.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einbauten in Erweiterung zu den bekannten Einbauten in Kompakt-Absetzern mit einem paßgenauen, leicht kompres siblen oder mit Dichtmanschette versehenen Reinigungsele ment bestückt und auf der Seite zur Atmosphäre hin mit einem Verschlußelement versehen werden, wobei auch die eingebrachten Reinigungselemente an der gegenüberliegen den Seite die Einbauten nicht verlassen können. Am Kopf und Fuß der Einbauten werden Öffnungen angebracht, die den Zutritt des Rohmediums bzw. den Austritt des gerei nigten Mediums sowie den Durchgang der abgeschiedenen Stoffe ermöglichen.The object is achieved in that the Fixtures in addition to the known fixtures in Compact spreaders with a precisely fitting, slightly compressed clean or with sealing sleeve provided cleaning element ment and on the side with the atmosphere be provided with a closure element, the introduced cleaning elements on the opposite the internals cannot leave the side. On the head openings are made at the base of the internals the entry of the raw medium or the exit of the gerei medium and the passage of the separated Enable fabrics.
Die Reinigungselemente werden nun entweder über einen Schaltungszyklus und/oder über einen Sensor gesteuert, der Ausdruck über den Verschmutzungsgrad gibt, mit Druck - vorzugsweise Druckluft, aber auch gereinigtes Medium aus dem Ablauf kann unter Druck gesetzt und verwendet werden - oder mit Hilfe einer Teleskop-Vorrichtung durch die Einbauten hindurchbewegt. Die Reinigungselemente sind leicht kompressibel und schaben, indem sie den freien Querschnitt der Einbauten voll ausfüllen, den abgesetzten oder aufgewachsenen Belag ab. Die abgeschiedenen Stoffe werden von den Reinigungselementen in Richtung des Stoff trichters geführt und dort aus dem System entfernt.The cleaning elements are now either one Switching cycle and / or controlled by a sensor, the expression of the degree of pollution gives, with pressure - preferably compressed air, but also cleaned medium from the drain can be pressurized and used be - or with the help of a telescopic device the internals moved through. The cleaning elements are easily compressible and scraping by the free Fill in the cross section of the internals completely, the stepped one or grown covering. The deposited substances are from the cleaning elements towards the fabric funnel guided and removed from the system there.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die Reinigung einzelner Einbauten oder Einbauten-Gruppen getrennt von den anderen durchzuführen, so daß die Reinigung ohne Ab stellen der Anlage erfolgen kann. Wenn jeweils etwa immer nur 5% der gesamten Einbauten gereinigt werden, steigt die Trennflächenbelastung um maximal 10%. Dies hängt da mit zusammen, daß nicht nur 5% Einbauten-Anteil nicht am Abtrennvorgang beteiligt werden sondern auch durch den Reinigungsvorgang das in diesen Einbauten stehende Medium zurückgedrückt wird und die übrigen Einbauten damit bea ufschlagt werden. Eine derart geringe Erhöhung der Trenn flächenbelastung ist vernachlässigbar. Zumal der Reini gungszyklus auch in belastungsschwache Zeiten der Be triebsruhe, von Pausen oder in der Nacht verlegt werden kann.The method according to the invention provides for cleaning individual internals or internals groups separated from perform the other so that the cleaning without Ab place the system can take place. If always always only 5% of the total internals to be cleaned increases the interface load by a maximum of 10%. It depends there with that not only 5% built-in part not on Separation process but also through the Cleaning process the medium in these internals is pushed back and the other internals with it bea be opened. Such a small increase in separation area load is negligible. Especially the Reini cycle even in times when the load is low restlessness, relocated during breaks or at night can.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß z. B. Ein bauten aus Röhren (Firma Munters, Aachen bietet sechseck ige Röhrenpakte an) oder Rohren (kreisrunde PVC-, PE-, PP- oder Edelstahlrohre) mit Hilfe von Schwammbällchen oder gummi- oder gummiähnlichen oder anderen formhal tenden Körpern von geringem Gewicht, versehen mit einer Dichtungslippe mit Paßform zu den umhüllenden Röhren be stückt werden.The inventive method provides that, for. B. A structures made of tubes (Munters, Aachen offers hexagon tube packs) or pipes (circular PVC, PE, PP or stainless steel pipes) with the help of sponge balls or rubber or rubber-like or other formhal Tending bodies of light weight, provided with a Sealing lip with a fit to the enveloping tubes pieces.
Erfindungsgemäß können auch mit Platten bestückte Kom pakt-Absetzer Verwendung finden. Hier müssen die Platten pakete sehr sauber und gegeneinander abgedichtet gearbei tet werden und eine Paßform gegossen werden, die in den freien Querschnitt gut hineinpaßt. Mittels Dichtlippen am reinigenden Ende können auch hier die Abschabungen erfol gen.According to the invention can also be equipped with plates pact stackers are used. Here are the plates packages very clean and sealed against each other tet and be cast a fit that in the free cross section fits well. Using sealing lips on The cleaning end can also be used for scraping gene.
Während man bei Röhrensystemen erfindungsgemäß vorzugs weise mit Druckluft die Reinigungselemente durch die Röh ren treibt, muß man bei den Plattenelementen auf mecha nische, vorzugsweise auf dem Prinzip der Teleskopstangen aufbauende Führungen für die Reinigungselemente zurück greifen. Aufgrund des anstehenden Mediumdruckes werden die Reinigungselemente wieder in ihre Ausgangslage ober halb des Mediumspiegel zurückgeführt. Dieser Vorgang kann erfindungsgemäß auch durch Anlegen von Unterdruck ver stärkt werden oder durch Einfahren der Teleskopstangen erfolgen.While preferred according to the invention in tube systems use compressed air to wipe the cleaning elements through the tube ren drives, one must with the plate elements on mecha niche, preferably on the principle of telescopic rods assembling guides for the cleaning elements back to grab. Due to the upcoming medium pressure the cleaning elements back to their original position returned half of the medium level. This process can according to the invention also by applying vacuum be strengthened or by retracting the telescopic rods respectively.
Die Röhren oder Platten können sogar horizontal ange bracht werden, da sie erfindungsgemäß mechanisch zu rei nigen sind. Dann werden die Reinigungselemente jeweils in dafür vorgesehene Auffangtaschen am Anfang und Ende der Röhren oder der Plattenpakete geführt, wie in Ausfüh rungsform in Fig. 2 gezeigt.The tubes or plates can even be placed horizontally, since they are mechanically clean according to the invention. Then the cleaning elements are each guided into designated pockets at the beginning and end of the tubes or the plate packs, as shown in the embodiment in FIG. 2.
Erfindungsgemäß kann der Reinigungsvorgang dadurch ausge löst werden, daß ein Füllstandsmeßgerät in den Vorlagebe hälter eingebaut wird und bei steigendem Füllstand, der als Beobachter für den steigenden Druckverlust in den Einbauten fungiert, der Reinigungsvorgang ausgelöst wird. Der Ablauf des Reinigungsvorganges wird an einem Ausfüh rungsbeispiel in Fig. 1 beschrieben.According to the cleaning process can be solved by installing a level meter in the container Vorlagebe and with increasing level, which acts as an observer for the increasing pressure loss in the internals, the cleaning process is triggered. The course of the cleaning process is described using an exemplary embodiment in FIG. 1.
Nachstehend ist die Erfindung anhand zweier in der Zeich nung schematisch wiedergegebenen Ausführungsformen be schrieben. In der Zeichnung zeigtThe invention is based on two in the drawing voltage schematically reproduced embodiments wrote. In the drawing shows
Fig. 1 ein Prinzipschema (Querschnitt) des Kompakt- Absetzers mit schrägstehenden Röhrenpaketen (A) - versehen mit Ablaufbohrungen (a) und Veren gungen im Zulaufbereich (b), einem Vorlagebe hälter (B), einem Stofftrichter (C) und einem Trichter (D) für die Überführung des von Stof fen gereinigten Mediums sowie eine Füllstands messung (E), ein Verschlußorgan (F) im Ablauf des Stofftrichters (C) sowie eine Druckluftver sorgung (G) und eine heb- und senkbare Vorrich tung (H) in einem Verschlußelement (I). Die za pfenartige Vorrichtung (H) verfügt an ihrem En de über eine nur von innen nach außendurch strömbare Membran (h). Die Reinigungselemente sind mit (K) bezeichnet. Fig. 1 is a schematic diagram (cross section) of the compact separator with inclined tube packs (A) - provided with drain holes (a) and constrictions in the inlet area (b), a Vorlagebe container (B), a material funnel (C) and a funnel ( D) for the transfer of the medium cleaned of substances and a level measurement (E), a closure member (F) in the outlet of the material hopper (C) as well as a compressed air supply (G) and a lifting and lowering device (H) in a closure element (I). The cone-like device (H) has at its end a membrane (h) which can only flow through from the inside to the outside. The cleaning elements are marked with (K).
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren strömt das Medium aus dem Vorlagebehälter (A) über das Prinzip der kommunizie renden Röhren in den Kompakt-Absetzer und verliert auf dem Weg nach oben die Stoffe mit größerer Dichte als sie das Medium aufweist. Die abgeschiedenen Stoffe rutschen zum Teil nach unten in den Stofftrichter (C), von wo sie von Zeit zu Zeit durch Öffnen des Hahnes (F) entnommen werden. Das gereinigte Medium verläßt den Kompakt-Abset zer über den Trichter (D). Ein Teil der abzuscheidenden Stoffe wird sich mit der Zeit zunehmend auf den Einbau elementen absetzen und anbacken. Dadurch verringert sich der Fließquerschnitt, der Druckverlust steigt in den Ein bauten, was einen Anstieg des Wasserspiegels im Vorlage behälter (B) zur Folge hat. Über einen Füllstandsmesser (E) gesteuert werden in dieser Ausführungsform aus dem Verschlußelement (I) mittels Druckluft aus dem Druckluft versorger (G) Zapfen (H) passend in die Röhrenpakete so weit eingeschoben, daß die Abläufe (a) aus den Röhrenele menten dicht verschlossen werden. Die Reinigungselemente (K) - in diesem Fall vorzugsweise Schwammbällchen - wer den dadurch in das Medium etwas hineingedrückt. Die Za pfen (H) sind innen hohl und am unteren Ende mit einer Membran verschlossen, die nur von außen nach innen durch strömt werden kann. Sobald sich ein ausreichend großer Luftdruck im Verschlußelement (I) ausgebildet hat, werden erfindungsgemäß die Zapfen (H) in die Röhren (A) abge senkt, die Membranen (h) öffnen sich und die Reinigungs elemente (K) werden über die anstehende Druckluft durch die gesamte Röhre hindurchgeschoben bis sie an der Veren gung (b) aufgehalten werden. Über einen Differenzdruck schalter in der Druckluftzuführung oder eine vergleichbar wirksame Einrichtung wird die Druckluftzufuhr abgestellt, die Membranen (h) verschließen sich, die Reinigungsele mente (K) werden vom Medium wieder durch die Röhren (A) an die Mediumoberfläche geführt und das Medium kann wie zuvor über die Auslässe (a) dem Ablauf (D) zugeführt wer den.In the method according to the invention, the medium flows out the storage container (A) on the principle of communication tubes into the compact stacker and loses the way up the fabrics with greater density than them has the medium. The separated fabrics slip partly down into the fabric hopper (C), from where it taken from time to time by opening the tap (F) will. The cleaned medium leaves the compact sediment zer over the funnel (D). Part of those to be deposited Fabrics will increasingly affect the installation over time Put the elements down and bake them on. This will decrease the flow cross-section, the pressure loss increases in on built what a rise in water level in the template container (B). Via a level meter (E) can be controlled in this embodiment from the Closure element (I) using compressed air from the compressed air supplier (G) spigot (H) fits into the tube packs like this pushed far in that the drains (a) from the tubular element elements are tightly closed. The cleaning elements (K) - in this case preferably sponge balls - who which thereby pushed something into the medium. The Za pfen (H) are hollow on the inside and one at the bottom Membrane sealed, which only through from the outside in can be streamed. As soon as a big enough Has developed air pressure in the closure element (I) according to the invention the pins (H) in the tubes (A) lowers, the membranes (h) open and the cleaning elements (K) are fed through the compressed air pushed the entire tube through until it reached the veren gung (b) be stopped. Via a differential pressure switch in the compressed air supply or a comparable effective device, the compressed air supply is switched off, the membranes (h) close, the cleaning element elements (K) are removed from the medium through the tubes (A) led to the medium surface and the medium can like beforehand via the outlets (a) to the outlet (D) the.
Mit dem Abstellen der Druckluftzufuhr kann - dies ist in der Fig. 1 nicht mehr gezeigt - auch ein Ventil im Ab lauf des Trichters (D) geschlossen und der Ablauf dem Vorlagebehälter (B) zugeführt werden, so daß der ggf. bei der Rückströmung des Reinigungselementes (K) auch noch mitgerissene Belag nicht in den Ablauf sondern nochmals durch den Kompakt-Absetzer geführt wird.With the shutdown of the compressed air supply - this is no longer shown in FIG. 1 - a valve in the outlet of the funnel (D) is closed and the outlet is fed to the storage container (B), so that, if necessary, in the backflow of the Cleaning element (K) also entrained covering not in the drain but again through the compact separator.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit horizontal lie genden Einbauten. Hier sind an beiden Seiten Verschlüsse (b) angebracht, in denen die Reini gungselemente (K) eingebettet werden können, während das Medium ungehindert vom Zulauf zum Ablauf strömen kann. Sedimentierbare Stoffe setzen sich auf der Horizontalen ab. Steigt der Druckverlust an, wird das Zulauf-Ventil ge schlossen und der Drei-Wege-Hahn zum Schlammab lauf geöffnet. Durch Öffnen der Druckluft-Ven tile werden die Reinigungselemente durch die Röhren hin- und hergedrückt. Druckstöße werden über den Windkessel und ein Überdruck-Ventil abgefangen. Fig. 2 shows an embodiment with horizontally lying internals. Here closures (b) are attached on both sides, in which the cleaning elements (K) can be embedded, while the medium can flow freely from the inlet to the outlet. Sedimentable substances settle on the horizontal. If the pressure drop rises, the inlet valve is closed and the three-way tap for sludge drainage is opened. By opening the compressed air valve, the cleaning elements are pushed back and forth by the tubes. Pressure surges are absorbed by the wind boiler and an overpressure valve.
Weitere Ausführungsformen verwenden flächige Reinigungs elemente und Teleskopstangen zu ihrem Hin- und Her- Transport.Other embodiments use flat cleaning elements and telescopic rods for their back and forth Transport.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |