DE4315764A1

DE4315764A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entschlammung von flachen Gewässern

Info

Publication number: DE4315764A1
Application number: DE4315764A
Authority: DE
Inventors: Ingo Weiher; Christel Breudel; Udo Laarz; Boris Heinrich
Original assignee: GEMEINNUETZIGE GES fur BESCHA
Current assignee: GEMEINNUETZIGE GES fur BESCHA
Priority date: 1993-05-07
Filing date: 1993-05-07
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2013-05-08
Also published as: DE4315764C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entschlammung von flachen Gewässern. Sie ist zur Sanierung bzw. Rekultivierung von verschlammten Seen anwendbar und leistet somit einen wesentlichen Beitrag zur Beseitigung von Umweltschäden.

Der Stand der Technik bietet für die Sanierungsaufgaben für flache Gewässer das Ausbaggern, Trockenlegen und Wiederauffüllen mit Wasser des gesamten Gewässers an. Das bedeutet, daß Arbeiten in diesem Umfange nicht naturschonend ausgeführt werden können und bei ungünstigen Bodenverhältnissen um das Gewässer herum solche Arbeiten gar nicht mit entsprechender Technik ausgeführt werden kann. Neuere Erkenntnisse bieten Teillösungen an, die derart ausgelegt sind, daß das Gewässer ausgepumpt wird. Das schlammversetzte Wasser auf Spülfelder bzw. in der Nähe der Gewässer angelegte Absetzbecken gepumpt wird und durch natürliche Ablagerung eine Trennung zwischen Wasser und Schlamm erfolgt. Das bedeutet, daß der Trennprozeß lange Zeiträume in Anspruch nimmt. Weiterhin sind umfangreiche bauliche Maßnahmen zur Schaffung von Absetzbecken in der Nähe der Gewässer nicht möglich, weil Bodenverhältnisse und Natur diese Möglichkeiten ausschließen. Außerdem läßt sich eine naturschonende Sanierung durch den Einsatz vorhandener Technik nicht realisieren, weil die Schaffung baulicher Voraussetzungen immens kostenaufwendig ist. Andere Lösungen bieten Kompaktanlagen zum Absaugen von Schlamm an, wo ebenfalls die Schaffung von Absetzbecken und Spülfeder Voraussetzung sind. Diese Anlagen sind für die Sanierung flacher Gewässer nicht einsetzbar, weil die Wassertiefe für die vorgesehenen Pumpen nicht geeignet ist. Außerdem werden durch Kompaktanlagen hohe Energieleistungen benötigt, die in der Nähe der flachen Gewässer nicht vorhanden sind.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß der Stand der Technik keine kompletten Anlagen bietet, die

- am Ort handtransportabel und -aufbaubar sind,
- nur in begrenzten Einzelmodulen vorhanden sind,
- sehr umfangreiche bauliche Anforderungen erfordern, um diese gewässerähnlichen großen Absetzbecken zu schaffen, hohe kosten- und arbeitsaufwendige Voraussetzungen notwendig machen,
- hoher Zeitaufwand für den Trennprozeß erfordert und
- durch den Einsatz schwerer Technik ist keine naturschonende Sanierung möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entschlammung von flachen Gewässern zu schaffen, mit der die Nachteile der bekannten Lösungen vermieden werden, so daß ohne Vermischung der Wasserschichten eine Trennung des verunreinigten Wassergemisches in feste Bestandteile und Wasser gemäß notwendiger Qualität erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Faulschlamm in einer vorgesehenen Tiefe ohne Verwirbelung mittels einer Absaugvorrichtung abgesaugt wird. Diese Absaugvorrichtung besteht aus einem Schwimmkörper, einem auf einen Pumpenschlitten montierten über eine Saugleitung mit einem Saugkorb verbundenen Pumpenaggregat. Dieses Pumpenaggregat ist über Laufschienen mittels Getriebemotor mit Ritzel, das in eine Zahnstange greift, horizontal über das zu entschlammende Gewässer beweglich angeordnet. Über Halteseile mittels der am Ufer angebrachten Winden auf dem Windenwagen und über Umlenkrollen wird die Absaugvorrichtung über das Gewässer verfahren. Nach dem Absaugen gelangt dann der Faulschlamm über eine Spülleitung in bereitgestellte in Reihe oder parallel geschaltete Pufferbehälter. Danach wird der Faulschlamm über Saugpumpen zur Vorabtrennung Wasser/Feststoff in parallel geschaltete Vorentwässerer gegeben. Anschließend wird dann das angedickte Medium in einen Voreindicker, der nur wahlweise in Abhängigkeit vom Andickungszustand des Mediums zugeschaltet wird, eingebracht. Das Wasser wird dann über die Ausfällanlage in das Gewässer zurückgeführt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß das angedickte Medium direkt in das Siebbandpreßsystem (Trennanlage) gegeben wird. Durch Filtration oder Zentrifugieren wird das Wasser von den Feststoffen getrennt und dann ebenfalls wieder über die Ausfällanlage in das Gewässer geleitet. Zur Kapazitätserhöhung der Trennung Wasser/Feststoff ist parallel zum Siebbandpreßsystem ein Membran-Querstrom- Filtersystem geschaltet, welches zwischen den Pufferbehältern und der nach der Ausfällanlage angeordneten Transportanlage für den Feststoff angebracht ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Darstellung der Gesamtanlage, wobei das schwarz schraffierte Feld einen See bedeuten soll,

Fig. 2 Anlagenkomplex A,

Fig. 3 Schnittdarstellung durch die Absaugvorrichtung im Anlagenkomplex A,

Fig. 4 Anlagenkomplex B,

Fig. 5 Anlagenkomplex C,

Fig. 6 Schaltplan zur Ausführung der Anlagenkomplexe B und C.

In Fig. 1 ist die Gesamtanlage des Verfahrens im Anlagenkomplex A mit der Absaugvorrichtung (1), dem Windenwagen (2), dem Stromerzeuger (3) und dem Drucklufterzeuger (4), dem Anlagenkomplex B mit den Pufferbehältern (5) und den Vorentwässerern (6) mit Voreindicker (6.1) sowie dem Anlagenkomplex C mit der Trennstrecke (7), bestehend aus Siebbandpreßsystem und Querstrom-Membran- Filtersystem (7.1), der Nitrat- und Phosphattrennung, dem Transport- und Verpackungssystem (9) des Faulschlamms sowie der Gewässerbelüftung (10), die zur Sauerstoffanreicherung des Gewässers dient, um den Lebensprozeß des Gewässers zu aktivieren, dargestellt.

Fig. 2 stellt den Anlagenkomplex A, die Absaugvorrichtung (1) mit den montierten Einzelelementen, den Schwimmkörpern (1.3), den Laufschienen (1.5), den Pumpenschlitten (1.6) mit Laufrädern, dem Pumpenaggregat (selbstansaugend) (1.8), den Getriebemotor mit Ritzel (1.4), was in die Zahnstange (1.7) greift, um die Bewegung des Pumpenaggregates (1.8) auf den Laufschienen zu realisieren, dar. Weiterhin gehören die Halteseile (1.11) zum Transport der Absaugvorrichtung über das Gewässer durch die Winden (2.2) auf dem Windenwagen (2) über die Umlenkrollen (2.1). Die Abspannseile (2.3) dienen zur Lagesicherung der Absaugvorrichtung (1) und der Umlenkrollen (2.1). Die Elektrowinden (2.2) und der Drucklufterzeuger (4) werden über den Stromerzeuger (3) mit Elektroenergie über den Schaltschrank (2.4) versorgt.

Fig. 3 zeigt den Schnitt durch die Absaugvorrichtung (1), die die Aufgabe hat, den angefallenen Faulschlamm in vorgesehener Tiefe ohne Verwirbelung der Wasserschichten abzusaugen. Das Absaugen erfolgt über den Saugkorb (1.1), der so gestaltet ist, daß der Durchlaß von Verunreinigungen für eine bestimmte Größe durch bestimmte Maschenweiten erreicht wird. Über die Saugleitung (1.2) gelangt das Medium über das Pumpenaggregat (1.8) und die Spülleitung (1.10) in die Pufferbehälter (5). Das Pumpenaggregat (1.8) auf dem Pumpenschlitten (1.6) montiert, wird auf den Laufschienen (1.5) mittels Getriebemotor mit Ritzel (1.4) über die Zahnstange (1.7) bewegt, dabei sind Endschalter dafür verantwortlich, daß der Pumpenschlitten (1.6) kontinuierlich die Fahrbewegung ausführt. Das Verziehen der Absaugvorrichtung (1) auf dem Gewässer erfolgt durch Elektrowinden (2.2) auf dem Windenwagen (2) angeordnet. Über die Kabelführung (1.9) wird die Absaugvorrichtung (1) mit Elektroenergie versorgt, die durch den Stromerzeuger (3) über den Schaltschrank (2.4) eingespeist wird.

Fig. 4 stellt den Anlagenkomplex B dar, in dem das über die Spülleitung (1.10) in die Pufferbehälter (5) geförderte Medium gebunkert wird und über die Saugpumpen (5.1) und Saugleitungen (5.2) den Vorentwässerern (6) und Voreindickern (6.1) zugeführt wird, um die Vorabtrennung Wasser/Feststoffe zu erreichen. Das Absperrventil (5.3) ist zwischengesetzt, um im Havariefall die Pufferbehälter (5) nicht leerlaufen zu lassen.

Fig. 5 weist den prinzipiellen Aufbau des Anlagenkomplexes C mit den Trennstrecken (7) als Siebbandpreßsystem (7.2) und Membran-Querstrom-Filtersystem (7.1), der Ausfallanlage (8) zum Ausfällen von Nitrat und Phosphat, den Transportanlagen (9) zur Entsorgung der Schlammfeststoffe und feldartig angelegten flexiblen Belüftungsanlagen (10) auf. Das praktische Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6 ausgeführt.

Fig. 6 stellt das Ausführungsbeispiel der Gesamtanlage dar. Die Pufferbehälter (5) werden durch Absaugvorrichtung (1) über die Spülleitung (1.10) gefüllt. Über die Saugleitung (5.2) werden mit Saugpumpe (5.1) die parallel geschalteten Vorentwässerer (6) beaufschlagt, dabei wird über die Leitung (6.2) das angedickte Medium dem Voreindicker (6.1) oder dem Siebbandpreßsystem (7.2) direkt zugeführt. Über die Ableitung (6.3) wird die Ausfällanlage (8) von Nitrat und Phosphat betrieben und über die Ableitung (8.1) das gereinigte Wasser dem Gewässer zugeführt. Der Voreindicker (6.1) wird wahlweise in Abhängigkeit vom Andickungszustand des Mediums zugeschaltet, damit wie auch die Aufgabe der Vorentwässerer (6) der gesamte Umfang des Wassers nicht über das Siebbandpreßsystem (7.2) gefahren werden muß. Damit wird eine Kapazitätserhöhung der Trennstrecken (7) erreicht. Wie aus der Darstellung erkennbar, lassen sich das Siebbandpreßsystem (7.2) zu den Vorentwässerern (6) und Voreindickern (6.1) parallel oder wahlweise in Reihe fahren, wobei die angedickten Feststoffe über Ableitung (7.3) die Entsorgung durch Transportanlagen (9) ermöglicht. Die dritte Möglichkeit zur Trennung des Wassers von den Feststoffen erfolgt parallel zu den voran genannten in dem Membran- Querstrom-Filtersystem (7.1), wobei die Feststoffe über die Ableitung (7.3) in die Transportanlagen (9) und das Wasser über die Ausfällanlage (8) abgeleitet werden.

Bezugszeichenliste

1 Absaugvorrichtung
1.1 Saugkorb
1.2 Saugleitung
1.3 Schwimmkörper
1.4 Ritzel
1.5 Laufschiene
1.6 Pumpenschlitten
1.7 Zahnstange
1.8 Pumpenaggregat
1.9 Kabelbahn
1.10 Spülleitung
1.11 Halteseile

2 Windenwagen
2.1 Umlenkrollen
2.2 Elektrowinden
2.3 Abspannseile
2.4 Schaltschrank

3 Stromerzeuger

4 Drucklufterzeuger

5 Pufferbehälter
5.1 Saugpumpen
5.2 Saugleitung
5.3 Absperrventil

6 Vorentwässerer
6.1 Voreindicker
6.2 Leitung
6.3 Ableitung

7 Trennstrecke
7.1 Membran-Querstrom-Filtersystem
7.2 Siebbandpreßsystem
7.3 Ableitung
8 Ausfällanlage
8.1 Ableitung

9 Transportanlagen
10 Gewässerbelüftung

Claims

1. Verfahren zur Entschlammung von flachen Gewässern, gekennzeichnet dadurch, daß der anfallende Faulschlamm in einer vorgesehenen Tiefe ohne Verwirbelung mittels einer Absaugvorrichtung über einen Saugkorb abgesaugt und in bereitgestellte in Reihe geschaltete Pufferbehälter gepumpt wird, anschließend wird dieser Faulschlamm über Saugpumpen zur Vorabtrennung Wasser/Feststoff den parallel geschalteten Vorentwässerern zugeführt, nachfolgend wird dann das angedickte Medium in den Voreindicker, der nur wahlweise in Abhängigkeit vom Andickungszustand des Mediums zugeschaltet wird, wobei das Wasser dann über die Ausfällanlage in das Gewässer zurückgeführt wird, oder direkt in das Siebbandpreßsystem (Trennanlage) gegeben, wobei durch Filtration oder Zentrifugieren das Wasser von den Feststoffen im kontinuierlichen Verfahren getrennt und wiederum über die Ausfällanlage in das Gewässer geleitet wird und daß darüber hinaus zur Kapazitätserhöhung der Trennung Wasser/Feststoff parallel zum Siebbandpreßsystem ein Membran-Querstrom-Filtersystem zugeschaltet wird, wobei dabei der zu trennende Faulschlamm direkt aus den Pufferbehältern entnommen wird, anschließend werden die Feststoffe über Transportanlagen abgeführt.

2. Vorrichtung zur Entschlammung von flachen Gewässern, gekennzeichnet durch eine Absaugvorrichtung (1), bestehend aus einem Schwimmkörper (1.3), einem auf einen Pumpenschlitten (1.6) montierten, über eine Saugleitung (1.2) mit dem Saugkorb (1.1) verbundenen Pumpenaggregat (1.8), welches über Laufschienen (1.5) mittels Getriebemotor mit Ritzel (1.4), das in eine Zahnstange (1.7) greift, horizontal beweglich angeordnet ist, wobei über Halteseile (1.11) die Absaugvorrichtung (1) über das Gewässer mittels der am Ufer angebrachten Elektrowinden (2.2) auf den Windenwagen (2) über die Umlenkrollen (2.1) verfahrbar angeordnet ist, und daß über die Abspannseile (2.3) die Lagesicherung der Absaugvorrichtung (1) und der Umlenkrollen (2.1) realisiert wird, diese Absaugvorrichtung (1) ist über eine Spülleitung (1.10) mit in Reihe oder parallel geschalteten Pufferbehälter (5), zur Aufnahme des abgesaugten Faulschlamms, verbunden, diese Pufferbehälter (5) sind wiederum über Saugleitungen (5.2) mit parallel geschalteten Vorentwässerern (6) und in Reihe folgenden Voreindickern (6.1) gekoppelt, danach ist eine Trennstrecke (7), bestehend aus einem Siebbandpreßsytem (7.2) angeordnet, wobei das Siebbandsystem (7.2) mit einer Ausfällanlage (8) und einer Transportanlage (9) für den Faulschlamm verbunden ist, und daß zur Kapazitätserhöhung der Trennung Wasser/Feststoff zwischen den Pufferbehältern (5) und der Transportanlage (9) ein Membran-Querstrom-Filtersystem (7.1) angeordnet ist.