DE4341414C2 - Flotationszelle in Rechteckform - Google Patents
Flotationszelle in RechteckformInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flotationszelle in
Rechteckform zur Aufbereitung von Ab- und Schmutzwasser.
Aus der Praxis und in der Literatur (Lueger, Lexikon der
Verfahrenstechnik, Bd. 16, 1970, Seite 163) sind
Flotationszellen in Rund- und Rechteckform bekannt geworden,
welche als Druckluft- oder Rührwerkszellen arbeiten.
Eine derartige Flotationszelle in Rechteckform ist ebenfalls
aus der EP 169 343 A2 bekannt, welche aus verschiedenen
Segmenten, und zwar einem Mischraum mit einem Abwasserzulauf,
einem Reaktionsraum und einem Austragsraum besteht.
Diese Flotationszellen sind im Wirkungsgrad unzureichend, da
sie immer auf festgelegte Durchsatzmengen abgestellt sind und
desweiteren nicht in Verbindung mit bekannten
Dispergierstationen stehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rechteck-Flotationszelle in
Verbindung mit einer Dispergierstation im Wirkungsgrad zu
verbessern und mit einer einfachen Abräumung des Flotats bei
optimaler Durchsatzleistung auszurüsten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1
wiedergegebene Flotationszelle gelöst.
Die sich daran anschließenden Unteransprüche beinhalten
Gestaltungsmerkmale, welche vorteilhafte und förderliche
Weiterbildungen der Aufgabenlösung und der Merkmale des
Patentanspruches 1 darstellen.
Die Flotationszelle gemäß der Erfindung ist aus drei Modulen
im Baukastensystem zusammengesetzt und beinhaltet ein
Mischraumsegment, ein Reaktionssegment und ein
Klarwassersegment und diese drei Segmente der Flotationszelle
sind über schwingungsisolierte angeschlossene Leitungen mit
einer separaten Dispergierstation verbunden, wobei das
Klarwasser aus der Flotationszelle abgeführt, und gleichzeitig
das Klarwasser in Verbindung mit dem Abfallwasser als
gemischtes Wasser wieder in die Flotationszelle eingeführt und
durch diese strömend aufbereitet wird.
Das Abwasser und Recyclingwasser wird als Gemisch durch
Mischzuläufe über die gesamte Breite des Mischraumsegmentes in
dessen Becken eingebracht und durch eine einstellbare
Prallwand in der Auftriebsgeschwindigkeit der Luftblasen und
der Strömungsrichtung je nach dem flotierenden Medium optimal
verteilt.
Die Abräumung des Flotats an der Oberfläche erfolgt durch
einen Pendelabräumer, der in den drei Kammern hin- und
herverfährt und automatisch in eine Abräum- und in eine
Leerlaufstellung umgesteuert wird.
Dieser Pendelabräumer für die Oberfläche des Flotats kann
selbstverständlich auch in den Boden der Becken der drei
Kammern gleichartig eingesetzt und arbeitend vorgesehen
werden.
In dem Klarwassersegment ist ein Flotatspeicher mit
Flotatschnecke angeordnet, der das vom Pendelabräumer
zugeführte Flotat übernimmt und dann austrägt.
Gleichzeitig ist das Klarwassersegment in seinem Becken in
eine Klarwasserkammer mit Überlaufzackenblech und
automatischer Niveauregulierung aufgeteilt, und von diesem
Klarwasserbecken geht der Klarwasserauslauf ab und es führt
eine Rohrleitung über eine Pumpe zu der separaten
Dispergierstation, in der das Abwasser im Kreislauf
aufbereitet wird.
Durch die Niveauregulierung wird die Flotatdecke konstant und
ungehindert abgeräumt.
Der Klarwasserauslauf ist variabel gegenüber dem
Recyclingstromablauf gestaltet, damit das Abstromverhältnis
für die Klarwasserqualität gewährleistet wird.
Der Pendelabräumer kann in variabler Geschwindigkeit bei
entsprechender Flotatdeckenstärke und Flotatwerkstoff gefahren
werden, so daß eine einwandfreie Abräumung entsteht.
Das gleiche gilt für den Bodenabräumer in Pendelräumer-
Ausführung für nicht flotierende Stoffe und zwar für das
Sediment, das in besonderer konstruktiven Ausbildung auch
außerhalb, d. h. nicht durch die Flotatdecke geführt werden
kann.
Die gesamte Flotationsanlage, bestehend aus der
Flotationszelle und der Dispergierstation ist einfach
aufgebaut, arbeitet wirtschaftlich und einwandfrei und hat
einen vielseitigen Einsatz.
Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, welches nachfolgend näher erläutert wird. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer
Flotationszelle aus Mischraumsegment,
Reaktionsraumsegment und Klarwassersegment mit
Pendelabräumung und Anschluß an eine
Dispergierstation,
Fig. 1a eine schematische Draufsicht auf die
Flotationszelle,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Pendelabräumung in
verschiedenen Stellungen des Abräumschildes,
Fig. 3 eine Draufsicht im teilweisen Schnitt auf eine
Verdichterschnecke.
Die Rechteckflotationszelle ist in Modulbauweise ausgeführt
und setzt sich aus einem Mischraumsegment (MS) mit Mischzulauf
(1) für Abwasser und Recyclingwasser, verstellbarer Prallwand
(2) und angetriebener Sedimentschnecke (3),
einem sich an das Mischraumsegment (MS) anschließendes
Reaktionsraumsegment (RS),
einem sich an das Reaktionsraumsegment (RS) anschließendes
Klarwassersegment (KS) mit Flotationsspeicher (4), mit
angetriebener Flotationsschnecke (5) und Klarwasserauslauf (6)
und einem in den drei Segmenten (MS, RS, KS) verfahrbaren
Pendelabräumer (7) für mindestens die Flotatoberfläche (FO)
zusammen.
Das Mischraumsegment (MS) und das Klarwassersegment (KS) der
Flotationszelle sind über je eine Rohrleitung (8, 9) mit einer
Dispergierstation (DS) verbunden.
Die drei Segmente (MS, RS, KS) sind belastungs- und
baugrößenabhängig miteinander verbunden und dabei durch
schwingungsisolierende Verbindungsmittel miteinander
verbunden.
An das Mischraumsegment (MS) sind an der dem
Reaktionsraumsegment (RK) abgewandten Stirnseite mehrere
Mischzuläufe (1) angeschlossen, welche jeweils einen außerhalb
des Mischraumsegmentes (MS) liegenden Abwasserzulaufstutzen
(10) und einem Entspannungsventil (11) aufweisen. An das
Entspannungsventil (11) ist die von der Dispergierstation (DS)
kommende Rohrleitung (8) mittels Verteilerleitung oder jeweils
eine Rohrleitung (8) für Recyclingwasser flexibel
angeschlossen; diese flexible Verbindung vermeidet die
Einleitung aktiver Schwingungen aus Pumpen und der
Dispergierstation (DS) in das Mischraumsegment (MS). Innerhalb
des Mischraumsegmentes (MS) zeigen die Mischzuläufe (1)
Strömungsleitorgane (12), die den aus Abwasser und
Recyclingwasser gemischten Wasserstrom über die gesamt Breite
des Mischraumsegmentes (MS) verteilen.
Die Prallwand (2) erstreckt sich mit Abstand hinter den
Strömungsleitorganen (12) in dem Mischraumsegment (MS) über
dessen gesamten Breite und ist winkelverstellbar, wodurch die
Auftriebsgeschwindigkeit als resultierende Geschwindigkeit der
Luftblase und der Strömungsrichtung in dem Mischraumsegment
(MS) je nach flotierendem Medium eingestellt werden kann.
Die Prallwand (2) wird gegenüber den Mischzuläufen (1) in der
Neigung (vgl. Pfeil in Fig. 1) eingestellt.
In einem bodenseitigen Kanal (13) hinter der Prallwand (2) ist
die Sedimentschnecke (3) angeordnet, welche sich über die
gesamte Breite des Mischraumsegmentes (MS) erstreckt und
außerhalb des Mischraumsegmentes (MS) an einen Antrieb (14),
wie Getriebemotor, angeschlossen ist.
Der Pendelabräumer (7) ist im oberen Bereich des drei Segmente
(MS, RS, KS) angeordnet und hat einen mit Rollen (15) an
seitlichen Führungen (16), vorzugsweise U-Profilen, durch
einen Druckmittelzylinder (17) oder eine motorisch
angetriebene Spindel, über alle drei Segmente (MS, RS, KS)
hin- und herfahrbaren Rahmen (18). An dem Rahmen (18) ist
mindestens ein um eine waagerechte Achse (19) schwenkbares,
gewichtsbelastetes und über eine Steuerrolle (20) in eine
Abräumstellung und eine Leerlaufstellung bringbares
Abräumschild (21) gelagert.
Um die waagerechte Achse (19) lagert ein Hebel (22) schwenkbar
an dem unterhalb der Achse (19) - an seinem unteren Ende - über
einen Winkel (23) das Abräumschild (21) und ein Gegengewicht
(24) befestigt ist; der Hebel (22) nimmt an seinem oberen Ende
eine Steuerrolle (20) drehbar auf, die für die Umsteuerung des
Abräumschildes (21) in die Abräum- und Leerlaufstellung mit
zwei in dem oberen U-Schenkel (16a) der Führungen (16) in den
beiden Führungsendbereichen jeweils von Punkt A bis B und von
Punkt C bis D ausgesparten Durchbrüchen (25) zusammenwirkt.
In der Position I ist der Pendelabräumer (7) im Gleichgewicht.
Der Hebel (22) ist durch Drehmomente um die Achse (19) vom
winklig zum Abräumschild (21) stehenden Gegengewicht (24) in
eine senkrechte Stellung verschwenkt, und das Abräumschild
(21) und Gegengewicht (24) erstrecken sich in entgegengesetzte
Schräglagen nach unten, wobei das Abräumschild (21) über der
Flotationsoberfläche (FO) liegt.
Die Arbeitsweise des Pendelabräumers (7) ist folgende:
Der Rahmen (18) wird durch den Antrieb (17) in Richtung "V"
bewegt. Die Rolle (20) stößt an die Kante "B" der Aussparung
(25) und stellt den Abräumer (7) in Position (II) . Bei
weiterer Bewegung des Rahmens (18) in Richtung "V" wird die
Rolle (20) nach unten gedrückt, dabei dreht sich der Abräumer
(7) um die Achse (19) (gegen Uhrzeigerrichtung) und bringt das
Abräumschild (21) aus dem Gleichgewicht in die senkrechte
Arbeitsstellung (Position III).
Die weitere Bewegung in Richtung "V" bringt den Abräumer (7)
zum Endpunkt (Position IV). Dabei wird von der Oberfläche (FO)
das Flotat (F) mitgezogen. Die Rolle (20) läuft über die Kante
"C" in die Aussparung "C"-"D" (25). Das Gegengewicht (24)
bringt den Abräumer (7) in das Gleichgewicht (Position V). Der
Hebel (22) hat wie in Position I eine senkrechte Stellung.
Der Rahmen (18) wird durch den Antrieb (17) in Richtung "R"
bewegt. Die Rolle (20) stößt an die Kante "C" der Aussparung
(25) und stellt den Abräumer (7) in Position VI. Bei
Weiterbewegung des Rahmens (18) in Richtung "R" wird die Rolle
(20) nach unten gedrückt, dabei dreht sich der Abräumer (7) um
die Achse (19) (in Uhrzeigerrichtung) und bringt das
Abräumschild (21) aus dem Gleichgewicht in die waagerechte
Leergangsstellung (Position VII). Weitere Bewegung in Richtung
"R" bringt den Abräumer (7) zum Startpunkt zurück.
Die Rolle (20) läuft über die Kante "B" der Aussparung (25).
Das Gewicht vom Winkel (23) zum Abräumschild (21) dreht den
Abräumer (7) um die Achse (19) (gegen Uhrzeigerrichtung). Der
Abräumer (7) kommt ins Gleichgewicht (Position I)
Der Arbeitsgang kann sich wiederholen. Bei längeren
Abräumflächen werden mehrere Abräumer (Abräumschild (21) an
den Rahmen (18) angebaut. Der Pendelabräumer (7) ist
konstruktiv so gestaltet, daß dieser durch entsprechende
Zwischenstücke an die Länge der Reaktionsraumsegmente (RS)
angepaßt werden kann.
Diese Pendelabräumung kann auch in der Bodenabräumung
eingebaut werden.
Im Klarwassersegment (KS) ist eine Klarwasserkammer (27)
abgeteilt, von der der Klarwasser-Auslauf (6) abgeht und von
der eine Rohrleitung (9) mit eingesetzter Pumpe (28) zur
Dispergierstation (DS) geführt ist. Die Klarwasserkammer (27)
weist ein Überlaufzackenblech (29) zur Grobniveauregulierung
in allen drei Segmenten (MS, RS, KS) auf, und ihr ist eine
automatische Niveauregulierung (30) für die Flotatoberfläche
zugeordnet.
Der Flotatspeicher (4) in dem Klarwassersegment (KS) bildet
mit deren Antrieb (26) eine Baueinheit.
Die Sedimentschnecke (3) und/oder Flotatschnecke (5) ist als
Verdichterschnecke ausgebildet, welche in einem
Doppelrohrmantel (31) mit Austrittsschlitzen (32) für Wasser
läuft und zum Austragsende für das Flotat ein in der
Schneckengangsteigerung (S) allmählich verringert ist (Fig.
3), wodurch ein Auspressen von Wasser aus dem Schlamm o. dgl.
erreicht und des Schlamm fest und im Volumen verringert
zusammengepreßt aus dem Mantelende austritt.
Jedes Segment (MS, RS, KS) besitzt ein Becken (MS1, RS1, KS
1) oder einen Behälter oder Container, und diese Becken (MS1,
RS1, KS1) sind miteinander verbunden und nehmen die Bauteile
(12, 2, 3, 13, 7, 17, 4, 5, 27, 29, 30) auf.
Die Mischzuläufe (1) sind an das Becken (MS1) angeschlossen,
und die Leitungen (6, 9) gehen vom Becken (KS1) ab.
Die Becken (MS1, RS1, KS1) lassen sich in verschiedenen
Größen, insbesondere zu den jeweiligen zu behandelnden Mengen
in der Höhe, Breite und Länge dimensionieren.
Die Dispergierstation (DS) ist entsprechend der Station nach
der DE 42 17 491 C1 aufgebaut und arbeitet
dementsprechend.
In Abweichung der bisher bekannten Dispergierstationen, die
auf eine bestimmte Recyclingmenge eingestellt werden, ist die
separate Dispergierstation (DS) im Recyclingverhältnis von
1 bis 100% einstellbar.
Claims (11)
1. Flotationszelle in Rechteckform, welche in Modulbauweise
- - ein Mischraumsegment (MS) mit Mischzulauf (1) für Abwasser und Recyclingwasser, verstellbarer Prallwand (2) und angetriebener Sedimentschnecke (3),
- - ein sich an das Mischraumsegment (MS) anschließendes Reaktionsraumsegment (RS),
- - ein sich an das Reaktionsraumsegment (RS) anschließendes Klarwassersegment (KS) mit Flotationsspeicher (4) mit angetriebener Flotationsschnecke (5) und Klarwasserauslauf (6) und
- - einen in den drei Segmenten (MS, RS, KS) verfahrbaren Pendelabräumer (7) für mindestens die Flotatoberfläche aufweist
und deren Mischraumsegment (MS) und Klarwassersegment (KS)
über je eine Rohrleitung (8, 9) mit einer separaten
Dispergierstation (DS) verbunden sind.
2. Flotationszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die drei Segmente (MS, RS, KS) mittels
schwingungsisolierender Verbindungsmittel miteinander
verbunden sind.
3. Flotationszelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß an das Mischraumsegment (MS) der dem
Reaktionsraumsegment (RS) abgewandten Stirnseite mehrere
Mischzuläufe (1) angeschlossen sind, welche jeweils aus einem
außerhalb des Beckens (MS 1) des Mischraumsegmentes (MS)
liegenden Abwasserzulaufstutzen (10) und einem Entspannungs
ventil (11), an das die von der Dispergierstation
(DS) kommende Rohrleitung (8) für Recyclingwasser flexibel
angeschlossen ist, gebildet sind, und innerhalb des Beckens
(MS1) des Mischraumsegmentes (MS) Strömungsleitorgane (12)
aufweisen.
4. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Prallwand (2) sich mit Abstand hinter
den Strömungsleitorganen (12) in dem Mischraumsegment (MS)
über denen gesamte Beckenbreite erstreckt und
winkelverstellbar ist.
5. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in einem bodenseitigen Kanal (13) hinter
der Prallwand (2) die Sedimentschnecke (3) angeordnet sind,
welche sich über die gesamte Beckenbreite des
Mischraumsegmentes (MS) erstreckt und an einem Antrieb (14),
wie Getriebemotor, angeschlossen ist.
6. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Pendelabräumer (7) im oberen Bereich
der drei Segmente (MS, RS, KS) angeordnet ist und einen mit
Rollen (15) an seitlichen Führungen (16) in Form von
U-Profilen durch einen Druckmittelzylinder (17) oder eine
motorisch angetriebene Spindel, über alle drei Segmente (MS,
RS, KS) hin- und herfahrbaren Rahmen (18) aufweist, an dem
mindestens ein um eine waagerechte Achse (19) schwenkbares,
gewichtsbelastetes und über eine Steuerrolle (20) in eine
Abräumstellung und eine Leerlaufstellung bringbares
Abräumschild (21) gelagert ist.
7. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß um die waagerechte Achse (19) ein Hebel
(22) schwenkbar lagert, an dem unterhalb der Achse (19) über
einem Winkel (23) das Abräumschild (21) und ein Gegengewicht
(24) befestigt ist und der an seinem oberen Ende eine
Steuerrolle (20) drehbar aufnimmt, die für die Umsteuerung des
Abräumschildes (21) in die Abräum- und Leerlaufstellung mit
zwei in dem oberen U-Schenkel (16a) der Führungen (16) in den
beiden Führungsendbereichen (A-B/C-D) ausgesparten
Durchbrüchen (25) zusammenwirkt, wodurch der Hebel (22) mit
seiner Steuerrolle (20) in zwei entgegengesetzten Schräglagen
unter dem oberen U-Schenkel (16a) läuft und dabei das
Abräumschild (21) einmal entgegen dem Gegengewicht (24) in
einer senkrechten Abräumstellung (III) und zum anderen durch
das Gegengewicht (24) in einer hochgeschwenkten
Leerlaufstellung (VII) gehalten ist.
8. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Flotatspeicher (4) in dem Becken (KS
1) des Klarwassersegments (KS) mit der Flotatschnecke (5) und
deren Antrieb (26), wie Getriebemotor, eine Baueinheit bildet.
9. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß im Becken (KS1) des Klarwassersegments
(KS) eine Klarwasserkammer (27) abgeteilt ist, von der der
Klarwasserauslauf (6) abgeht und von der eine Rohrleitung (9)
mit eingesetzter Pumpe (28) zur Dispergierstation (DS) geführt
ist, und welche eine Überlaufzackenblech (29) zur
Grobniveauregulierung in allen drei Segmenten (MS, RS, KS)
aufweist, und der eine automatische Niveauregulierung (30) für
die Flotatoberfläche (FO) zugeordnet ist.
10. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sedimentschnecke (3) und/oder
Flotatschnecke (5) als Verdichterschnecke ausgebildet ist,
welche in einem Doppelrohrmantel (31) mit Austrittsschlitzen
(32) für Wasser läuft und zum Austragsende für das Flotat hin
in der Schneckengangsteigerung (S) allmählich verringert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934341414 DE4341414C2 (de) | 1993-12-04 | 1993-12-04 | Flotationszelle in Rechteckform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934341414 DE4341414C2 (de) | 1993-12-04 | 1993-12-04 | Flotationszelle in Rechteckform |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4341414A1 DE4341414A1 (de) | 1995-06-08 |
DE4341414C2 true DE4341414C2 (de) | 1998-02-26 |
Family
ID=6504214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19934341414 Expired - Fee Related DE4341414C2 (de) | 1993-12-04 | 1993-12-04 | Flotationszelle in Rechteckform |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4341414C2 (de) |
Cited By (1)
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1993
- 1993-12-04 DE DE19934341414 patent/DE4341414C2/de not_active Expired - Fee Related
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Owner name: DAMANN, FRANZ-JOSEF, 33102 PADERBORN, DE |
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