DE4415647A1

DE4415647A1 - Vorrichtung zum Abtrennen von mit organischem Material verschmutztem anorganischem Material aus einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE4415647A1
Application number: DE4415647A
Authority: DE
Inventors: Johann Dr Grienberger
Original assignee: Hans Huber Maschinen- und Anlagenbau 92334 Berching De GmbH; Hans Huber AG Maschine und Anlagenbau
Current assignee: Huber SE
Priority date: 1994-05-04
Filing date: 1994-05-04
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2014-05-05
Also published as: DE59408147D1; WO1995030486A1; US5641397A; EP0707520B1; DE4415647C2; ATE179095T1; JPH08512246A; JP3634374B2; EP0707520A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtrennen von mit organischem Material verschmutztem anorganischem Material aus einer Flüssigkeit, insbesondere von organisch verschmutztem Sand von Kläranlagen, mit einem Behälter in Rundbauweise, der in seinem oberen Bereich eine zentrisch angeordnete Beschickungseinrichtung für die Einleitung der Flüssigkeit in den Behälter aufweist, mit einer im unteren Bereich des Behälters angeordneten Abzugseinrichtung für das anorganische Material und einer Einrichtung zur Abfuhr von organischem Material und der Flüssigkeit.

Insbesondere das Material, welches aus dem Sandfang von Kläran lagen oder bei der Kanalreinigung aus dem Kanalnetz entnommen wird, oder auch Straßenkehricht, wie er von Kehrmaschinen aufge nommen wird, enthält neben dem anorganischen Material in Form von Sand, Steinen u. dgl. oft erhebliche Anteile an organischem Material. Um das anorganische Material einer Deponie zuführen oder anderweitig wiederverwenden zu können, muß es bis zu gewissem Grade von dem organischen Material befreit werden, um einen kostengünstige Entsorgung durchführen zu können.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE 42 24 047 A1 bekannt. Die Vorrichtung weist einen konzentrisch zu einer Vertikalachse ausgebildeten Behälter auf, der in seinem oberen Bereich eine zentrisch angeordnete Beschickungseinrich tung besitzt. Die Beschickungseinrichtung weist eine Drall kammer, ein Fallrohr und einen trompetenförmigen Diffusor auf, so daß hier der Coanda-Effekt ausgenutzt wird. Die Vorrichtung ist in erster Linie darauf gerichtet, in Rundsandbecken sowie in Sandklassierern in Rundbauweise den Sand aus einem Flüssig keits/Sand-Gemisch abzuscheiden. Der sich unter Schwerkraftein wirkung im unteren Bereich des Behälters ansammelnde Sand wird über eine Abzugseinrichtung in Form einer Schneckenförderein richtung ausgetragen. Da der Sand, insbesondere aus Kläranlagen, und das organische Material mehr oder weniger stark aneinander haften, wird ein Großteil des organischen Materiales zusammen mit dem Sand abgeschieden und ausgetragen. Nur sehr fein verteiltes organisches Material, welches in einen Schwimm- bzw. Schwebezustand gerät, gelangt in einen Überlauf des Behälters und wird zusammen mit der Flüssigkeit abgeführt.

Aus der Zeitschrift Korrespondenz Abwasser 1/94, Seiten 48-53 (Klinger, Barth "Entwicklung einer Sandrecyclinganlage für Kläranlagen") ist eine Sandrecyclinganlage bekannt, bei der eine Mehrzahl von einzelnen Anlagenteilen hintereinander geschaltet kombiniert werden. So wird zunächst das zu behandelnde Material einem Schwingsieb zugeführt, um die größeren Teile abzusieben.

In einem nachgeschalteten Aufstromklassierer wird das Material, welches das Schwingsieb passiert hat, mit Wasser aufgegeben, um organisches Material von der Sandfraktion abzutrennen. Die Auf gabe erfolgt über einen Hydrozyklon in den Aufstromklassierer. Schließlich wird ein Entwässerungssieb mit Unwuchtantrieb eingesetzt. Dieser rohrverfahrenstechnische Aufwand mag bei komplexen Trennaufgaben gerechtfertigt sein. Für die Behandlung von Sand aus Kläranlagen wird jedoch ein möglichst niedriger Aufwand und eine kostengünstige Arbeitsweise angestrebt. Die bekannte Anlage ist für relativ große Durchsatzmengen ausgelegt; die Übertragung und Anwendung auf kleinere Durchsatzmengen und/oder diskontinuierliche Betriebsweise bereitet Schwierig keiten. Außerdem ist die Möglichkeit der Verarbeitung der für Kläranlagen spezifischen Sand/Wasser-Gemische nicht gegeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, mit der beispielsweise ein mit organischem Material verschmutztes Sand/Wasser-Gemisch, wie es in Kläranlagen anfällt, so verar beitet werden kann, daß das organische Material von dem anorga nischen Material weitgehend getrennt wird, so daß das organische Material in der Kläranlage weiterbehandelt und das anorganische Material einer Wiederverwertung oder einer kostengünstigen Deponierung zugeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies bei der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß zwecks Abtrennung des organischen Materials von anorganischem Material im unteren Bereich des Behälters eine fluidisierte Sandschicht vorgesehen ist, die durch eine über einen Lochboden verteilte und aufwärts gerichtete Strömung in Bewegung gehalten ist, und daß ein Bypass für die Überführung eines Teils des Sandes der Sandschicht in die im unteren Bereich des Behälters angeordnete Abzugseinrich tung vorgesehen ist.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine erheblich effektivere Trennung zwischen organischem und anorganischem Material durchzuführen. Zu diesem Zweck wird im unteren Bereich des Behälters eine fluidisierte Sandschicht als Wirbelschicht aufrechterhalten, wobei die dadurch initiierte Bewegung der Sandkörner dazu führt, daß organisches Material von anorga nischem Material abgelöst, zerkleinert und so nach oben ausgetragen wird, daß das organische Material zusammen mit der Flüssigkeit abgezogen werden kann. Das über die Beschickungsein richtung eingebrachte, mit organischem Material verschmutzte Sand/Wasser-Gemisch wird insbesondere unter Ausnutzung des Coanda-Effektes in den Behälter aufgegeben, wobei die vertikale Drallströmung in dem Fallrohr in eine weitgehend horizontale Drallströmung überführt wird. Bereits diese besondere Art der Beschickung führt dazu, daß organisches und anorganisches Material gegeneinander bewegt werden. Aber auch bei einer normal ausgebildeten Beschickungseinrichtung gelangen Teilchen mit höherer Dichte und größere Teilchen vermehrt in den unteren Teil des Behälters, während kleine Teilchen mit einer relativ geringen Dichte bevorzugt der Strömung folgen und mit einer Einrichtung abgezogen werden, die einen Überlauf an dem Behälter bildet. Die fluidisierte Sandschicht wirkt auf organisches Material so, daß dieses, sofern es an einem größeren Teilchen in die fluidisierte Sandschicht eingedrungen ist, aus dieser nach oben wieder herausgedrängt wird, so daß sich das organische Material oberhalb der fluidisierten Sandschicht ansammelt, während das anorganische Material, also der Sand, in die fluidisierte Sandschicht einwandert und diese verstärkt. Die Verstärkung bzw. Verdichtung der Sandschicht führt wiederum zu einem erhöhten Abreinigungseffekt, so daß hier eine selbstver stärkende Wirkung zu beobachten ist. Die fluidisierte Sand schicht wird durch eine aufwärtsgerichtete Strömung in Bewegung gehalten, die über einen Lochboden verteilt über die Fläche austritt. Es entsteht ein Sandwirbelbett. Die Leerrohrgeschwin digkeit des Aufstromwassers beträgt vorzugsweise 5 bis 15 m/h. Bedingt durch die hohe Dichte der Sandschicht scheiden sich alle Stoffe mit geringerer Dichte, also insbesondere das organische Material auf der Sandschicht ab. Um die Sandschicht in ihrer Ausdehnungshöhe konstant zu halten, wird ein Teil des Sandes immer wieder abgezogen, was kontinuierlich oder auch diskonti nuierlich geschehen kann. Der Bypass dient zur Überbrückung des Lochbodens bzw. dazu, einen Teil des Sandes aus der Sandschicht heraus in den unteren Bereich des Behälters zu überführen, um die Ausdehnungshöhe der fluidisierten Sandschicht in etwa konstant zu halten. Der Bypass ist gleichermaßen geeignet, auch relativ große Teilchen anorganischen Material, beispielsweise Steine, nach unten durchzulassen, so daß diese mit dem feinen anorganischen Material, dem Sand, zusammen ausgetragen werden können.

Der Behälter weist im Anschluß an das obere Ende der Ausdehnung der fluidisierten Sandschicht einen sich nach oben anschließen den Sammelraum für organisches Material mit einem sich nach oben erweiternden Querschnitt auf. Von dem sich erweiternden Quer schnitt wird zumindest der untere Teil des Sammelraums, der sich an die fluidisierte Sandschicht nach oben anschließt, erfaßt Durch die Vergrößerung der Querschnittsfläche bedingt nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Aufstromwassers ab, so daß nur sehr fein zerkleinerte organische Teile in einen Schwimm- bzw. Schwebezustand geraten, während größere organische Teile nach unten absinken und auf der fluidisierten Sandschicht weiter zerkleinert werden, bis auch sie nach oben aufschwimmen. Gleichzeitig verhindert die nach oben abnehmende Strömungs geschwindigkeit das Aufschwimmen äußerst feiner Teilchen von anorganischem Material. Kleine Sandpartikel werden also nicht nach oben ausgetragen, sondern können nach unten absinken. Zudem ist die Strömungsgeschwindigkeit des Aufstromwassers direkt über dem Lochboden maximal, sofern der Behälter auch in diesem Bereich die bereits beschriebene, sich nach oben konisch erwei ternde Form besitzt. Diese gleichmäßige kräftige Durchströmung im Bereich oberhalb des Lochbodens führt auch dazu, daß hier auch größere Steine in der fluidisierten Sandschicht in Bewegung versetzt bzw. in Bewegung gehalten werden, bis sie in den Bereich des Bypasses eintreten und insoweit aus der Sandschicht herausgenommen werden können. Es ist durchaus möglich, daß der Behälter von unten nach oben eine durchgehende sich konisch erweiternde Gestalt besitzt. Dies ist vorteilhaft, weil aufgrund der Gegebenheiten auf einer Kläranlage die Beschickung der Vor richtung häufig mit einem Sand/Wasser-Gemisch erfolgt, wobei der überwiegende Anteil aus Wasser besteht. Bedingt durch dieses große Volumen im oberen Teil des Behälters und aufgrund der besonderen Beschickungseinrichtung kann die Vorrichtung mit einer größeren Gemischmenge beschickt werden, ohne daß sich die Verhältnisse im Bereich der fluidisierten Sandschicht nachteilig ändern. Die Vorrichtung ist auch unempfindlich gegenüber Schwankungen in der Durchsatzmenge. Sie kann kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden. Sie ist für kleine und für große Durchflußmengen in entsprechender Auslegung nutzbar. Der apparative Aufwand ist relativ gering, jedenfalls verglichen mit bisher bekannten Anlagen. Hieraus resultiert auch eine preisgünstige Behandlung, wie sie im Bereich der Klärtechnik Voraussetzung ist. Zudem wird das organische Material relativ sauber; es sind durchaus Größenordnungen erreichbar, bei denen dem anorganischen Material allenfalls 5% oder noch weniger organisches Material anhaftet, wenn es aus der Austragseinrich tung ausgetragen wird.

Im Behälter kann ein Rührwerk vorgesehen sein, das Rührarme aufweist, die im unteren Bereich der fluidisierten Sandschicht und/oder im unteren Bereich des Sammelraums umlaufend angeordnet sind. Der eine Rührarm befindet sich in unmittelbarer Nähe zum Lochboden und erfüllt zwei Funktionen. Er verhindert eine Kanalbildung im unteren Bereich der fluidisierten Sandschicht und trägt dazu bei, daß die Sandschicht auch hier gleichmäßig durchströmt wird. Sich zwischenzeitlich bildende Kanäle werden durch den Rührarm wieder zerstört. Zum anderen werden organische Bestandteile, vor allem flächige Teile, wie Papier oder Blätter, welche zufälligerweise bis in den unteren Bereich der fluidi sierten Sandschicht eindringen, aufgehalten, durch die Bewegung des Rührarmes losgelöst und mit dem Aufstromwasser nach oben getragen. Der andere Rührarm befindet sich oberhalb der fluidisierten Sandschicht im Anschluß an die Grenze zwischen Sandschicht und Sammelraum. Er lockert bei seiner Drehbewegung die sich über der Sandschicht befindliche organische Masse, so daß diese aufgelockert und aufgeschwemmt wird, wodurch es neuem, von oben absinkendem Sand möglich wird, diese Schicht zu durch stoßen und in die fluidisierte Sandschicht einzuwandern. Die Rührbewegung führt schließlich auch dazu, daß die organischen Bestandteile in diesem Bereich mechanisch beansprucht und in ihrer Größe reduziert werden, so daß dieses organische Material mit der Flüssigkeit ausgetragen wird.

In dem Behälter kann horizontal ausgerichtet eine Auflagerplatte mit geschlossener Oberfläche vorgesehen und einem Rührarm des Rührwerks zugeordnet sein. Es versteht sich, daß diese Auflager platte nur einen Teil des Querschnittes des Behälters in vertikaler Richtung versperren darf. Die Anordnung dieser Auflagerplatte wird jedoch dazu führen, daß sich auf dieser Auflagerplatte im Behälter absinkendes anorganisches Material, also Sand, auflagert. Der Rührarm wird in diesem sich auflagern dem Sand, der gleichsam nicht Bestandteil der fluidisierten Sandschicht ist, umlaufen und dabei den Sand mechanisch beanspruchen, so daß durch diese Reibebewegung eine besonders effektive Loslösung von organischem Material erfolgt. Durch die Drehbewegung des Rührarmes wird gleichzeitig eine Förderwirkung auf den Sand erzielt, so daß dieser jeweils über den Rand der Auflagerplatte übertreten und in den Bereich der fluidisierten Sandschicht eintreten kann. Damit wird die Auflagerplatte immer wieder aufnahmefähig für weiteres, im Behälter absinkendes Material. Oberhalb der Auflagerplatte wird gleichsam eine mechanische Wasch- und Reinigungsstufe geschaffen.

Der Lochboden ist zweckmäßig doppelwandig ausgebildet. Er weist in seiner nach oben gerichteten Wandung eine Vielzahl gleich mäßig über die Fläche verteilt angeordneter Durchbrechungen auf. Seine untere Wandung ist geschlossen ausgebildet. Als Bypass kann ein den Lochboden in vertikaler Richtung durchsetzendes Rohr vorgesehen sein, welches insbesondere zentrisch im Loch boden vorgesehen ist. Das Rohr kann auch durch eine einfache Durchbrechung ersetzt sein, deren freier Querschnitt jedoch erheblich größer ist als die Vielzahl der verteilt angeordneten düsenartigen Durchbrechungen, durch die das Aufstromwasser für die Fluidisierung der Sandschicht austritt. Der doppelwandige Lochboden ist zur Erzeugung der aufwärtsgerichteten Strömung für die Fluidisierung der Sandschicht an eine eine Pumpe aufweisende Leitung für Flüssigkeit angeschlossen. Über die Regelung der Pumpe erfolgt die Einstellung der Ausdehnungshöhe der Sand schicht. Die Durchbrechungen im Lochboden, aus denen das Aufstromwasser austritt, können einen Durchmesser von 1 mm oder weniger aufweisen. Der freie Querschnitt dieser Durchbrechungen liegt zwischen 1 und 10% der gesamten Fläche des Lochbodens. Der Lochboden kann auch mit einer Membran bedeckt sein, die Öffnungen aufweist, die nach Art von Rückschlagventilen ausge bildet sind, so daß die Durchbrechungen nur dann offen sind, wenn auch Aufstromwasser über die Pumpe angeliefert wird. Für Stillstandszeiten, in denen die Vorrichtung nicht betrieben wird, sinkt die Sandschicht auf den nunmehr auch auf seiner Oberseite geschlossenen Boden ab. Es wird ein Übertritt des Sandes in das Innere des Lochbodens verhindert.

In dem Behälter kann ein etwa zylindrischer Einsatz vorgesehen sein, dem der Lochboden zugeordnet ist und der zur Begrenzung der Ausdehnung der fluidisierten Sandschicht dient. Dieser Einsatz kann auswechselbar ausgestaltet sein. Verschiedene Einsätze mit unterschiedlichen Durchmessern können wahlweise in ein und denselben unveränderten Behälter eingebracht werden, um auf diese Weise kostengünstig Vorrichtungen unterschiedlicher Größe bzw. für unterschiedliche Durchsatzmengen bereitzuhalten.

Wenn der Einsatz Zylinderform aufweist, ist die Ausströmge schwindigkeit über seine Höhe und damit über die Ausdehnungshöhe der fluidisierten Sandschicht konstant. Der zylindrische Einsatz kann in besonders einfacher Ausgestaltung auch die Auflager platte tragen, die in diesem Falle zweckmäßig ringförmig ausgebildet ist.

Die fluidisierte Sandschicht kann bei den verschiedenen aufge zeigten Ausführungsformen eine Ausdehnungshöhe von etwa 20 bis 40 cm aufweisen, damit sichergestellt ist, daß auch größere organische Teilchen, die in den Bereich der fluidisierten Sandschicht eingedrungen sind, auch sicher zerkleinert und aus dieser wieder nach oben ausgetragen werden.

In dem den Lochboden durchsetzenden Rohr kann ein Ventil und im Behälter im Anschluß an die fluidisierte Sandschicht eine Drucksonde vorgesehen sein, wobei das Ventil über die Drucksonde zum Konstanthalten der Ausdehnungshöhe der fluidisierten Sand schicht steuerbar ist. Auf diese Weise kann die Ausdehnungshöhe der fluidisierten Sandschicht überwacht, geregelt und konstant gehalten werden. Der hydrostatische Druck der fluidisierten Sandschicht wird mittels der Drucksonde gemessen. Ein Ansteigen des Druckes signalisiert ein Anwachsen der Sandschicht, so daß demgemäß das Ventil in dem Rohr geöffnet bzw. mehr geöffnet werden muß und umgekehrt. Es ist aber auch möglich, die Ausdehnungshöhe der Sandschicht mit einem Füllstandsrohr zu messen.

Der Lochboden kann mit einer rückspülenden Reinigungseinrichtung versehen sein, die zweckmäßig tangential am Lochboden angreift und mit der es möglich ist, durch Rückspülung den in das Innere des Lochbodens eingedrungenen Sand herauszuführen.

Die Erfindung wird anhand verschiedener Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisierten Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1 bei einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 4 eine ähnliche Darstellung einer dritten Ausführungsform,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 7 eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Vorrichtung und

Fig. 8 eine schematisierte Draufsicht auf den Lochboden.

In Fig. 1 sind die wesentlichen Elemente der Vorrichtung angedeutet. Es ist ein Behälter 1 vorgesehen, der eine vertikale Achse 2 aufweist. Der Behälter 1 ist im wesentlichen rotations symmetrisch zu der Achse 2 ausgebildet. Der Behälter 1 besitzt in seinem unteren Bereich einen sich konisch nach oben erwei ternden Wandungsteil 3, an den sich nach oben ein zylindrisch gestalteter Wandungsteil 4 anschließt. Der Behälter 1 kann mit einem Deckel 5 versehen sein. Der Durchmesser des Behälters kann ein oder mehrere Meter betragen. Für Aufstellzwecke können Standbeine 6 vorgesehen sein.

Im unteren Bereich 7 des Behälters 1 ist ein Lochboden 8 hori zontal ausgerichtet angeordnet. Der Lochboden 8 ist doppelwandig ausgebildet. Seine nach oben gekehrte Wandung 9 weist Durch brechungen 10 auf, die in Form gleichmäßig über die Fläche verteilt angeordneter Düsen ausgebildet sein können. Die nach unten gekehrte Wandung 11 ist geschlossen ausgebildet. Der Zwischenraum zwischen den Wandungen 9 und 11 ist an eine Leitung 12 angeschlossen, in der eine Pumpe 13 vorgesehen ist und über die Flüssigkeit in das Innere des Lochbodens 8 zwischen die Wandungen 9 und 11 geführt wird. Diese Flüssigkeit tritt durch die Durchbrechungen 10 aufwärts im Behälter gerichtet aus. Über dem Lochboden 8 ist eine fluidisierte Sandschicht 14 vorgesehen, die durch das aus dem Lochboden 8 ausströmende Aufwasser in Bewegung gehalten wird. Die Sandschicht 14 weist eine Aus dehnungshöhe auf, die bis zu einer Grenze 15 geht, die hier als Strich angedeutet ist. Die sich bewegenden Sandkörner 16 in der fluidisierten Sandschicht 14 sind übertrieben groß dargestellt. Je nach der Menge des im Behälter befindlichen Sandes wird sich die fluidisierte Sandschicht 14 mehr oder weniger nach oben ausdehnen. Oberhalb der Grenze 15 der Sandschicht 14 ist ein Sammelraum 17 für organisches Material 18 vorgesehen.

Über eine angedeutete Beschickungseinrichtung 19 wird ein Sand/Wasser-Gemisch, verschmutzt mit organischem Material gemäß Pfeil 20 der Vorrichtung bzw. dem Behälter zugegeben. Ein Einlaßrohr 21 mündet tangential in eine Drallkammer 22, die nach unten in ein Fallrohr 23 übergeht, an welches sich ein trompe tenförmiger Diffusor 24 anschließt. Das Gemisch aus Flüssigkeit, organischem Material und anorganischem Material wird damit in einer Drallströmung gemäß Pfeil 25 in den Behälter 1 eingebracht und verteilt sich mehr oder weniger radial gemäß den Pfeilen 26 im Sammelraum 17. Der Diffusor 24 ist unterhalb des Wasser spiegels 27 angeordnet. Der Wasserspiegel 27 stellt sich gemäß einem Überlauf 28 an einer Einrichtung 29 zur Abfuhr des organischen Materials 18 und der Flüssigkeit ein. Der Überlauf 28 führt zu einem Abzugsrohr 30.

Im oberen Bereich des Behälters 1 kann zusätzlich ein Einfüll rohr 31 vorgesehen sein, welches den Deckel 5 durchdringt. Hier kann ein verunreinigtes Sandgemisch, insbesondere Straßen kehricht, eingefüllt werden, der dann auch in die Flüssigkeit gelangt und entsprechend behandelt wird.

Im unteren Bereich 7 des Behälters 1 ist unterhalb des Loch bodens 8 eine Abzugseinrichtung 32 für das anorganische Material vorgesehen. Die Abzugseinrichtung 32 kann insbesondere als Schneckenförderer 33 mit Gehäuse 34, Welle 35 und Förderwendel 36 ausgebildet sein. Es versteht sich, daß ein Antrieb für den Schneckenförderer 33 bzw. die Abzugseinrichtung 32 vorgesehen ist, der kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden kann, so daß das anorganische Material gemäß Pfeil 37 abgezogen werden kann. Damit das anorganische Material, nämlich die sich im Bereich der Sandschicht 40 anreichernden Sandkörner 16, aus der fluidisierten Sandschicht 14 nach unten durchtreten können und damit den Lochboden 8 passieren können, ist ein Bypass 38 vorgesehen, beispielsweise in Form eines den Lochboden 8 in vertikaler Richtung durchsetzenden Rohres 39. Das Rohr 39 ist konzentrisch zu der Achse 2 des Behälters vorgesehen, schließt einerseits den Innenraum des Lochbodens 8 zwischen den Wandungen 9 und 11 ab und ermöglicht andererseits den Durchtritt von Sandkörnern 16 aus dem Bereich der fluidisierten Sandschicht 14 in den Bereich der Austragseinrichtung 32, so daß auf diese Weise die Möglichkeit besteht, die Ausdehnungshöhe der fluidi sierten Sandschicht 14 bis zur Grenze 15 konstant zu halten.

Konzentrisch im Behälter 1 und zur Achse 2 ist ein Rührwerk 40 vorgesehen, welches eine vertikale Welle 41 aufweist, die über einen Motor 42 angetrieben wird. Die Welle 41 ist mit Rührarmen 43 besetzt, die kurz oberhalb des Lochbodens 8 angeordnet sind. Es kann ein oder mehrere Rührarme 43 vorgesehen sein. Die Rührarme 43 bewirken bei einem relativ langsamen Umlauf, daß sich Kanäle für eine bevorzugte Aufströmung im Bereich der fluidisierten Sandschicht 14 oberhalb des Lochbodens 8 nicht ausbilden können bzw. solche Kanäle sofort wieder zerstört werden. Die Sandkörner 16 der Sandschicht 14 werden hier auch mechanisch durch die Rührarme 43 beansprucht und damit gerieben und gereinigt. An der Welle 41 können weitere Rührarme 44 angebracht sein, die in Zuordnung zu der oberen Grenze 15 der Sandschicht 14 und damit im unteren Bereich des Sammelraums 17 angeordnet sind und wirken. Diese Rührarme 44 haben die Aufgabe, ein allzu dichtes Ablagern von organischem Material 18 auf der Sandschicht 14 zu verhindern und auch hier das organische Material 18 immer in Bewegung zu halten, zu zerkleinern und zu durchmischen. Dies dient einerseits dazu, daß von oben herab sinkende Sandkörner 16 das organische Material 18 durchdringen und in den Bereich der Sandschicht 14 eindringen können. Ande rerseits wird die Aufschwimmfähigkeit von weiter zerkleinertem organischen Material 18 verbessert, so daß dieses im Sammelraum 17 aufschwimmen und letztlich über den Überlauf 28 abgeführt werden kann.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 kann wie folgt betrieben werden:
In dem Behälter 1 befindet sich die Sandschicht 14 fluidisiert. Über die Pumpe 13 und die Leitung 12 wird Flüssigkeit aus den Durchbrechungen 9 des Lochbodens 8 nach oben gerichtet ausge tragen, wodurch die Sandschicht 14 sich entsprechend ausdehnt und in dieser Ausdehnung gehalten wird. Nun wird Flüssigkeit mit organisch verschmutztem anorganischen Material gemäß Pfeil 20 über die Beschickungseinrichtung 19 aufgegeben und gelangt unter den Wasserspiegel 27 in einer drallartigen Verteilung, wie dies durch die Pfeile 25 und 26 angedeutet ist. Je nach der Größe der Teilchen werden sich diese im Sammelraum 17 bewegen. Größere Teilchen sinken schneller ab als kleinere Teilchen. Sandkörner 16 werden absinken und in den Bereich der fluidisierten Sand schicht 14 gelangen, wodurch sich hier die Menge des Sandes erhöht. Organisches Material 18 wird sich innerhalb des Sammelraumes 17 bewegen, wobei wiederum größere Teilchen schneller nach unten absinken als feine Teilchen. Das organische Material 18 wird sich aber zu einem großen Teil oberhalb der Grenze 15 auf der Sandschicht 14 anhäufen. Feines organisches Material 18 wird mit der Aufströmung über den Überlauf 28 ausgetragen, während größere Teilchen von organischem Material aufgebrochen und zerkleinert werden, bis sie ebenfalls einen solchen Schwebezustand erreichen, daß sie von dem durch den Lochboden 8 aufgebrachten aufströmenden Wasser mit ausgetragen werden. Das Rührwerk 40 mit seinen Armen 43 und 44 trägt zur Reinigung und Bewegung der jeweiligen Schichten bei. Durch das Rohr 39 können Sandkörner 16 aus der Sandschicht 14 nach unten hindurchtreten. Dieser gereinigte Sand wird mit der Austragsein richtung 32 nach oben ausgetragen und hinweggefördert. Dies geschieht in der Weise, daß die Ausdehnungshöhe der Sandschicht 14 bis zur Grenze 15 möglichst konstant gehalten wird.

Die Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 3 ist in weiten Bereichen zunächst ähnlich aufgebaut wie die Ausführungsform gemäß Fig. 1, so daß hier auf deren Beschreibung verwiesen werden kann. Das Rührwerk 40 besitzt hier jedoch eine kürzer gestaltete Welle 41, an der lediglich Rührarme 44 vorgesehen sind, die kurz unterhalb der Grenze 15 der fluidisierten Sandschicht 14 arbeiten. In Zuordnung zu diesen Rührarmen 44 ist eine Auflagerplatte 45 vorgesehen, die zwar innerhalb der fluidisierten Sandschicht 14 angeordnet ist, jedoch die Auflage rung von Material auf ihrer Oberfläche gestattet, welches von der fluidisierten Sandschicht 14 nicht erfaßt wird. Dieses sich auflagernde Material wird mit den Rührarmen 44 bewegt, aneinan der gerieben, zerkleinert und separiert, wobei auch eine Förderwirkung auf dieses Material derart eintritt, daß es sich zunehmend auf einen größeren Radius verlagert und schließlich über den Rand 46 der Auflagerplatte 45 übertreten kann. Bei diesem übertretenden Material wird es sich weitgehend um gesäuberte Sandkörner 16 handeln, die sich in die fluidisierte Sandschicht 14 einbauen, während das organische Material durch die Bewegung der Rührarme 44 nach seiner Zerkleinerung in dem Sammelraum 17 aufschwimmt.

Der Lochboden 8 ist hier durchgehend ausgebildet. Als Bypass 38 dient eine Umgehungsleitung 47, die im Bereich der Sandschicht 14 an diese abgeschlossen ist, den Lochboden 8 umgeht und in den unteren Bereich 7 des Behälters 1 einmündet, so daß der hier durchtretende Sand von der Austragseinrichtung 32 ausgetragen werden kann. Für Steuer- bzw. Regelzwecke ist in der Umgehungs leitung 47 ein Ventil 48 angeordnet.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung weist einen Behälter 1 auf, der von unten nach oben mit sich konisch erweiterndem Querschnitt ausgebildet ist. Über einen zylindrisch ausgebildeten Überlauf 28 besteht Verbindung zu dem Abzugsrohr 30. Das Rührwerk 40 weist Rührarme 43 und 44 auf. In der Wandung des Behälters 1 im Bereich der fluidisierten Sandschicht 14 ist eine Drucksonde 49 vorgesehen, die über eine elektrische Leitung 50 mit dem Ventil 48 in Verbindung steht, welches hier zentrisch in dem Rohr 39, welches den Lochboden 8 durchdringt, untergebracht ist. Mit der Drucksonde 49 wird der statische Druck im Bereich der Sandschicht 14 überwacht. Beim Ansteigen des Druckes, welches ein Maß für die Ausdehnung der Sandschicht 14 nach oben ist, wird das Ventil 48 geöffnet und umgekehrt, so daß auf diese Art und Weise die Ausdehnungshöhe der Sandschicht 14 bis zur Grenze 15 konstant gehalten werden kann. Infolge des von unten nach oben zunehmenden Querschnittes des Behälters 1 wird sich die Geschwindigkeit von unten nach oben entsprechend verringern, so daß nur organisches Material 18 in feinverteilter Form über den Überlauf 28 ausgetragen wird.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 weist im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 4 eine Besonderheit auf. Es ist ein Einsatz 51 vorgesehen, der im wesentlichen zylindrisch ausge bildet ist und in seinem oberen Bereich in eine Ringfläche 52 übergeht, die die Funktion der Auflagerplatte 45 erfüllt. Auch hier ist eine Zuordnung zu den Rührarmen 44 des Rührwerks 40 gegeben. Der Durchmesser des Einsatzes 51 und der Durchmesser des Lochbodens 8 sind aneinander angepaßt. Die fluidisierte Sandschicht 14 erstreckt sich im wesentlichen über die Höhe des Einsatzes 51. Diese Ausbildungsform hat den Vorteil, daß der Einsatz 51 und ein angepaßter Lochboden 8 austauschbar in dem Behälter 1 vorgesehen sein können, um Vorrichtungen unterschied licher Größenordnungen für verschiedene Durchsätze zur Verfügung zu stellen. Die Sandschicht 14 ist bis zur Obergrenze 15 ausge dehnt, so daß hier gleichsam zwei Geschwindigkeitsbereiche der Aufströmgeschwindigkeit innerhalb des Sandbettes 14 gebildet sind.

Fig. 6 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 5, jedoch mit einem Einsatz 51 vergleichsweise geringeren Durchmessers und in Zuordnung zu einem Lochboden 8, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der betreffende Durchmesser des Behälters 1 an dieser Stelle. Damit entsteht eine ringförmige Durchtrittsfläche 53, die die Funktion des Bypasses 38 erfüllt, so daß Sandkörner 16 aus der Sandschicht 14 gemäß Pfeil 54 übertreten und in den Bereich der Austragseinrichtung 32 gelangen können.

Die Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 7 stimmt in weiten Teilen mit vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung überein, so daß hierauf verwiesen werden kann. Der Behälter 1 besitzt hier ein weitgehend zylindrisches durchgehendes Gehäuse, jedenfalls im Bereich der Sandschicht 14 und des Sammelraums 17. Die Auflagerplatte 45 arbeitet auch hier mit Rührarmen 44 des Rührwerks 40 zusammen.

Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf den Lochboden 8 mit seiner oberen Wandung 9, in der die düsenartigen Durchbrechungen 10 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Zentrisch ist das Rohr 39 vorgesehen, welches den Bypass 38 bildet. Es sind hier zwei Leitungen 12 angedeutet, über die im normalen Betrieb Flüssig keit über Pumpen 13 in das Innere des Lochbodens 8 zwischen den Wandungen 9 und 11 gelangt und über die Durchbrechungen 10 als Aufstromwasser ausgetrieben wird. Tangential zum Lochboden sind zwei Reinigungsleitungen 55 einer rückspülenden Reinigungsein richtung 56 dargestellt, die tangential an den Innenraum des Lochbodens 8 zwischen den Wandungen 9 und 11 angeschlossen ist. Über einen nur schematisch angedeuteten Anschluß 57 kann Sand, der in den Lochboden 8 während des normalen Betriebes einge drungen ist, ausgespült werden, so daß dann der gleichmäßige Aufbau der fluidisierten Sandschicht 14 im normalen Betrieb wieder möglich wird.

Bezugszeichenliste

1 Behälter
2 Achse
3 Wandungsteil
4 Wandungsteil
5 Deckel
6 Standbein
7 Bereich
8 Lochboden
9 Wandung
10 Durchbrechungen
11 Wandung
12 Leitung
13 Pumpe
14 Sandschicht
15 Grenze
16 Sandkorn
17 Sammelraum
18 organisches Material
19 Beschickungseinrichtung
20 Pfeil
21 Einlaßrohr
22 Drallkammer
23 Fallrohr
24 Diffusor
25 Pfeil
26 Pfeil
27 Wasserspiegel
28 Überlauf
29 Einrichtung
30 Abzugsrohr
31 Einfüllrohr
32 Abzugseinrichtung
33 Schneckenförderer
34 Gehäuse
35 Welle
36 Förderwendel
37 Pfeil
38 Bypass
39 Rohr
40 Rührwerk
41 Welle
42 Motor
43 Rührarm
44 Rührarm
45 Auflagerplatte
46 Rand
47 Umgehungsleitung
48 Ventil
49 Drucksonde
50 Leitung
51 Einsatz
52 Ringfläche
53 Durchtrittsfläche
54 Pfeil
55 Reinigungsleitung
56 Reinigungseinrichtung
57 Anschluß

Claims

1. Vorrichtung zum Abtrennen von mit organischem Material verschmutztem anorganischem Material aus einer Flüssigkeit, insbesondere von organisch verschmutztem Sand von Kläranlagen, mit einem Behälter (1) in Rundbauweise, der in seinem oberen Bereich eine Beschickungseinrichtung (19) für die Einleitung der Flüssigkeit in den Behälter (1) aufweist, mit einer im unteren Bereich (7) des Behälters (1) angeordneten Abzugseinrichtung (32) für das anorganische Material und einer Einrichtung (29) zur Abfuhr von organischem Material und der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abtrennung des organischen Materials von dem anorganischem Material im unteren Bereich (7) des Behälters (1) eine fluidisierte Sandschicht (14) vorgesehen ist, die durch eine über einen Lochboden (8) verteilte und aufwärts gerichtete Strömung in Bewegung gehalten ist, und daß ein Bypass (38) für die Überführung eines Teils des Sandes der Sandschicht (14) in die im unteren Bereich (7) des Behälters (1) angeordnete Abzugseinrichtung (32) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungseinrichtung (19) zentrisch angeordnet ist und eine Drallkammer (22), ein Fallrohr (23) und einen trompetenförmigen Diffusor (24) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) im Anschluß an das obere Ende (15) der Ausdehnung der fluidisierten Sandschicht (14) einen sich nach oben anschließenden Sammelraum (17) für organisches Material (18) mit einem sich nach oben erweiternden Querschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (1) ein Rührwerk (40) vorgesehen ist, das Rührarme (43, 44) aufweist, die im unteren Bereich der fluidisierten Sandschicht (14) und/oder im unteren Bereich des Sammelraumes (17) umlaufend angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (1) horizontal ausgerichtet eine Auflagerplatte (45) mit geschlossener Oberfläche vorgesehen und einem Rührarm (44) des Rührwerks (40) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochboden (8) doppelwandig ausgebildet ist, in seiner nach oben gerichteten Wandung (9) eine Vielzahl gleichmäßig über die Fläche verteilt angeordneter Durchbrechungen (10) aufweist und seine untere Wandung (11) geschlossen ausgebildet ist, und daß als Bypass (38) ein den Lochboden (8) in vertikaler Richtung durchsetzendes Rohr (39) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelwandige Lochboden (8) zur Erzeugung der aufwärts gerich teten Strömung für die Fluidisierung der Sandschicht (14) an eine eine Pumpe (13) aufweisende Leitung (12) für Flüssigkeit angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Behälter (1) ein etwa zylindrischer Einsatz (51) vorgesehen ist, dem der Lochboden (8) zugeordnet ist und der zur Begrenzung der Ausdehnung der fluidisierten Sandschicht (14) dient.

9. Vorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich net, daß die fluidisierte Sandschicht (14) eine Ausdehnungshöhe von etwa 20 bis 40 cm aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem den Lochboden (8) durchsetzenden Rohr (39) ein Ventil (48) und im Behälter (1) im Anschluß an die fluidisierte Sandschicht (14) eine Drucksonde (49) vorgesehen sind, und daß das Ventil (48) über die Drucksonde (49) zum Konstanthalten der Ausdehnungshöhe der fluidisierten Sandschicht (14) steuerbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochboden (8) mit einer rückspülenden Reinigungseinrichtung (56) versehen ist.