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Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus Flüssigkeiten Die vorliegende
Erfindung betrifft eine besonders wirksame, im Bau und im Betriebe wirtschaftliche
Vorrichtung zur Beseitigung ungelöster Stoffe aus Flüssigkeiten im Wege des Absetzvorganges.
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Es sind Vorrichtungen bereits bekannt, bei welchen eine rechteckige
Fläche zum Absetzen der ungelösten Stoffe aus den Flüssigkeiten dient, die in folgendem
als Rohflüssigkeit bezeichnet werden. Hierbei wird der abgesetzte Schlamm durch
einen über die Absetzfläche hinwegstreichenden Schaber abgeführt.
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Es ist ferner bekannt, den Schaber oder Schlammkratzer der eben beschriebenen
Vorrichtung an einem Wagen zu befestigen, welcher durch einen Motor mittels Kette
und Kettenräder direkt angetrieben wird und über der rechteckigen Absetzfläche hin
und her verfahren werden kann. Hierbei bewirkt ein Steuerschalter am Motor die Umkehr
der Wagenbewegung am Ende eines jeden Hubes.
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Eine andere Gruppe von Vorrichtungen dieser Art verwendet kreisrunde
Behälter mit mehreren übereinanderliegenden Absetzflächen, die von im Kreise umlaufenden
Schabern bestrichen werden. Die Schaber sind an einer Achse in der Mitte des Behälters
befestigt und werden von dieser in Umlauf gebracht.
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Die erstgenannte Gruppe von Vorrichtungen weist gegenüber der zweiten
den Vorteil auf, daß sie in einfachster Weise und unter Beibehaltung der. bestehenden
Bauteile in waagerechter Richtung vergrößert werden können, falls eine Steigerung
der zu behandelnden Flüssigkeitsmenge die Erweiterung der Anlage erforderlich macht.
Ferner kann bei dieser Bauweise der Schlamm rascher aus dem Bereich der von ihm
befreiten Flüssigkeit ausgeräumt werden als bei Vorrichtungen mit kreisenden Schabern,
bei denen der Schlamm auf spiralförmigem Wege von den Schabern entweder zur Mitte
oder zum Rand der kreisförmigen Absetzfläche geschafft wird ; weil die Schaber den
Schlamm auf geradlinigem Wege und senkrecht zur Flußrichtung schieben können. Schließlich
sind noch die Durchfiußverhältnisse bei dieser Bauart günstig, indem nämlich die
Schlammmasse über die ganze Breitseite des Rechtecks eingeführt werden kann und
nur eine kurze Entfernung, die gleich der schmalen Seite des Rechtecks ist, über
die Absetzfläche geführt wird, wodurch die Geschwindigkeit niedrig gehalten werden
kann und die ungelösten Stoffe genügend Zeit erhalten, sich aus der Flüssigkeit
abzusetzen.
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Auf der anderen Seite galt die runde Bauart insofern für vorteilhaft,
als sie es gestattet, mehrere Absetzflächen übereinanderliegend anzuordnen, wobei
der Schlamm von den Absetzflächen durch eine einheitliche, bewegliche Schlammkratzereinrichtung
entfernt werden kann.
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Während hiernach als bekannt zugrunde gelegt ist, die Anordnung mehrerer
übereinandergelegener Absetzflächen sowie auch die Hinundherführung von Schlammkratzern,
über solchen Flächen in Absetzanlagen, kennzeichnet sich der Erfindungsgegenstand
durch die Vereinigung folgender Merkmale: I. Die übereinanderliegenden Absetzflächen
sind in einem kastenförmigen Behälter mit quadratischer oder rechteckiger Bodenfläche
angeordnet.
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2. An der Seite oder in der Mitte oder an zwei gegenüberliegenden
Seiten des Behälters befinden sich senkrechte Speise- oder Verteilungsschächte für
die Rohflüssigkeit.
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3. In den Wandungen der Schächte sind waagerecht angeordnete schlitzförmige
Offnungen zur Verbindung mit den einzelnen Absetzkammern vorgesehen, durch welche
die geradlinig hin und her bewegten Schlammkratzer hindurchreichen.
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4. Als Antriebsvorrichtung für die sämtlichen an einem Wagen aufgehängten
Schlammkratzer dient ein Wendegetriebe mit einer nur in einer Drehrichtung angetriebenen
steil- sowie rechts- oder linksgängigen Schraubenspindel, in deren Gewindegänge
ein am Wagen befestigter, jedoch drehbar gelagerter Mitnehmer eingreift.
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Durch diese neue Gesamteinrichtung der Absetzanlage werden die angestrebten
Vorteile sowohl der ersten wie auch der zweiten Gruppe der oben beschriebenen Vorrichtungen
nutzbar gemacht: Der Aufbau über einem quadratischen oder reckteckigen Grundriß
ist raumsparender als der über einer kreisförmigen Bodenfläche und erlaubt im Bedarfsfalle
eine zweckmäßige Vergrößerung der Anlage durch Anbau zusätzlicher Absetzvorrichtungen
von ähnlich kastenförmiger Gestalt in Anlehnung an die gegebene Absetzanlage, wobei
die gleichen Raumbeschränkungsvorteile bestehen bleiben. Die Anordnung der senkrechten
Verteilungsschächte, die durch die waagerechten Schlitze mit den übereinanderliegenden
Absetzkammern in Verbindung stehen, gewährleistet eine gleichmäßige Zufuhr der Rohflüssigkeit
quer zur Bewegungsrichtung der Schlammkratzer und begünstigt die rasche und d stetige
Entnahme der Klarflüssigkeit. Die Vereinigung der Haltevorrichtungen aller Schlammkratzer
an einem längs dem Verteilungsschacht fahrbaren Wagen ermöglicht den gemeinsamen
selbstumsteuernden Antrieb für geradlinige Hinundherbewegung der Schlammkratzer
mit Hilfe einer Wendegetriebeschraubenspindel der angegebenen einfachen Art.
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Auf den Zeichnungen sind beispielsmäßige Ausführungsformen der Vorrichtung
gemäß der Erfindung veranschaulicht.
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Abb. 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform
der Vorrichtung.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 in Abb. I.
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Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 in Abb. I.
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Abb. 4 ist eine in vergrößertem Maßstab dargestellte Teilansicht
der Abb. I mit Darstellung der Antriebsweise der Förderschnecken zur Ausräumung
des Schlammes.
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Abb. 5 zeigt in vergrößertem Maßstabe, zum Teil im Schnitt, eine
Ausführungsform der Urnkehrtriebwelle zur Hinundherbewegung der Schlammschaber.
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Abb. 6 ist ein Schnitt nach der Linie 6-6 in Abb. 5.
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Abb. 7 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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Abb. 8 ist ein Schnitt nach der Linie S-8 in Abb. 7.
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Abb. g ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgetnäßenVorrichtung,
und Abb. IO ist ein Schnitt nach der Linie IO-IO in Abb. 9.
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Die Hauptausführungsform der Vorrichtung ist in den Abb. I, 2 und
3 in Darufsicht, Schnitt und Querschnitt dargestellt. Das Gehäute 19 ist als kastenförmiger
Behälter gestaltet und umfaßt neben der Reihe der übereinander angeordneten Absetzkammern
23, deren Böden mit 2I bezeichnet sind, einen auf der Breitseite des Gehäuses 19
gelegenen und der Zuführseite jener Kammern vorgelagerten senkrechten Schacht 22.
Von diesem ausgehend sind in der gemeinschaftlichen Stirnwandung 20 der Absetzkammern
23 waagerechte Schlitzöffnungen 24 vorgesehen.
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Die zu klärende Rohflüssigkeit tritt durch ein Zuleitungsrohr 26
in den senkrechten Verteilungsschacht 22 und wird auf dem Wege durch die genannten
Schlitze 24 an die Absetzkammern 21 und über die Absetzflächen 23 strömend verteilt.
Die unterste Absetzfläche ist mit 23x bezeichnet.
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Die Böden dieser Absetzflächen weisen ein leichtes Gefälle nach der
Zulaufseite, das ist nach den Schlitten 24 hin, auf, damit von der Rohflüssigkeit
mitgeführte oder darin-sich bildende Luftblasen abgeschieden werden können. Die
Rohflüssigkeit bewegt sich langsam in der Richtung auf das den Einlaufschlitzen
entgegengesetzte Ende der Absetzkammern zu, während die in ihr enthaltenen ungelösten
Stoffe, die bei dem stark verlangsamten Durchflußzeitmaß nicht mehr in Schwebe gehalten
werden können, zu Boden fallen und eine gleichmäßig dicke, auch beim Abschaben niemals
zu Aufwirbelungen, besonders
an der Ein- und Ablaufseite, Anlaß
gebende Schlammdecke bilden. Die so entschlammte, geklärte Flüssigkeit wird durch
die gelochten Rohre 25 (Abb. I und 3), deren Durchgangshähne eine Regelung der Durchfluß
geschwindigkeit gestatten, abgeführt und der Bestimmungsstelle, z. B. dem Aufnahmegewässer
oder einer biologischen Nachbehandlung oder der Wiederverwendung im Betriebe, zugeleitet.
Die an sich bekannte Anordnung der Klarwasserabnahmerohre in dem oberen Teil eines
jeden Absetzfaches gewährleistet, daß nur gut geklärte, von den absetzbaren Stoffen
weitgehend befreite Flüssigkeit zum Ablauf gelangt.
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Die sich auf den Böden der Absetzfächer ablagernden ungelösten Stoffe
bilden mit dem ihnen anhaftenden Wasser den Schlamm, der mittels folgender Vorrichtung
beseitigt wird.
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An einer Haltestange35 (Abb. 2 und 3), deren oberes Ende 35a in ein
Gehäuse 36 befestigt ist, das auf einem Wagen 37 ruht, dessen Räder 38 auf den oben
längs des Verteilungsschachtes gelegten Schienen 39 laufen, sind mittels Schellen
34 oder anderer Befestigungsmittel die Schlammkratzer 33 (im untersten Absetzfach
33X) angebracht, die, durch die Schlitze 24 in die Absetzfächer hineinragend und
nahe bis an die entgegengesetzte Wand der Absetzfläche reichend, in Anpassung an
das Gefälle der Absetzkammern die Böden derselben bestreichen. Beim Verschieben
der zu einem Wagen 38 8 gehörigen Haltestange 35 von einem zum anderen Ende des
Verteilungsschachtes schieben die Schlammkratzer 33 und 33x den auf den Böden der
Absetzfächer abgelagerten Schlamm vor sich her in die Endkammern 46, wobei die an
sich bekannten Abschirmer 2Ia verhindern, daß Teile des aus einer darüberliegenden
Absetzfläche heruntergefegten Schlammes in die darunterliegenden Absetzfächer eindringen.
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Die Bewegung der Haltestange 35 und damit der an ihr befestigten
Schlammkratzer 33 und 33x findet statt als Hinundherbewegung quer zur Fließrichtung
der in den Absetzkammern in Klärung begriffenen Flüssigkeit, wobei es wichtig ist,
daß die Schlammkratzer bei der Hin- und bei der Herbewegung den ganzen Querschnitt
der Schlammablagerung erfassen und auf dem Hin- wie auf dem Rückweg je auf einmal
ausräumen und dabei auf dem Hin-und Rückweg volle Arbeit leisten.
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Zur Durchführung dieser Bewegung dient eine Schraubenspindel 40 und
folgende die Selbstumsteuerung bewirkende Anordnung.
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Der Wagen 37 trägt einen Mitnehmerblock 43 (Abb. 5 und 6), in welchem
ein Umkehrtriebglied 44 drehbar gelagert ist, aus dem ein Treibkopf 45 in das Gewinde
der mit Rechts-und Linksgewinde versehenen Schraubenspindel 40 eingreift. Die Schraubenspindel
oder Umkehrtriebwelle 40 wird mittels eines Motors 4I samt Verminderungsgetriebe
42 (Abb. I und 2) stets in gleicher Richtung gedreht. Hierbei folgt der Treibkopf
45, in das Gewinde eingreifend, der Welle, d. h. er wird im Gewinde 40a vorwärts
gezogen und bewirkt dadurch ein Fahren des Wagens 37 in einer Richtung, bis der
Treibkopf 45 das eine Ende der Welle 40 erreicht hat. Da sich diese Welle weiter
in demselben Sinne dreht, so gerät der Treibkopf 45 durch die halbringförmige Nut
40b (Abb. 5) und die V-förmige Ablenkfläche 40c zwangsläufig in das Gewinde 40d,
das quer zum Gewinde 40a in die Welle eingeschnitten ist, so daß nunmehr der Treibt
kopf 45 in der entgegengesetzten Richtung entlang der Welle 40 gezogen wird und
den Wagen 37 mit sich schleppt. Der Umsteuerungsvorgang wiederholt sich im umgekehrten
Sinne, sobald der Treibkopf 45 das entgegen gesetzte Ende der Welle 40 erreicht
hat. Die Drehgeschwindigkeit der Spindel 40 und damit der durch sie mittelbar hin
und her bewegten Schlammschaber kann mittels des Verminderungsgetriebes 42 so geregelt
werden, wie die Beschaffenheit des auf den Böden der Absetzfächer sich ablagernden
Schlammes erfordert, damit der Schlamm möglichst rasch entfernt wird, ohne jedoch
aufgerührt zu werden.
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Selbstverständlich kann die ganze Schlammausräumungsvorrichtung auch
zeitweise außer Betrieb gesetzt werden, um an Betriehskraft zu sparen, wenn z. B.
vorübergehend zu geringe Schlammengen anfallen.
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Außer dem auf den Böden der Absetzfächer sich ablagernden Schlamm
können sich unter Umständen auch am Boden des Verteilungsschachtes geringe Mengen
ungelöster Stoffe absetzen. Vielfach enthalten nämlich die zu klärenden Flüssigkeiten,
besonders Abwässer, unter ihren ungelösten Stoffen einen gewissen, meist geringen
Bruchteil solcher von besonders hohem Eigengewicht, wie z. B. Sand, schwere Schlackenteilchen
oder sonstige vorwiegend mineralische Bestandteile, deren Inschwebehalten durch
Einblasen von Luft oder durch mechanische Rührvorrichtungen mit Schwierigkeiten
verbunden wäre. Im Hinblick auf etwaigen Gehalt der zu klärenden Flüssigkeit an
solchen schweren Absetzstoffen ist am unteren Ende der Haltestange 35 unmittelbar
über dem Boden des Verteilungsschachtes 22 ein Schlammkratzer 35o befestigt, der
beim Hinundherlauf der Haltestange 35 die Absetzstoffe vor sich herschiebt und sie
beim Erreichen. der Umkehrpunkte der Haltestange in die Vertiefungen 46a fegt.
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Die Anbriligung des Schlammkratzers 35b am unteren Ende der Haltestange
35 bedingt die in Abb. 3 sichtbare Höherlegung des
Schlitzes für
die unterste Absetzkammer 23x und die gekröpfte Form des Schlammkratzers 33X. Beides
kann in Wegfall kommen, wenn das Abwasser keine ungelösten Stoffe enthält, die sich
schon im Verteilungsschacht absetzen können.
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Der über die Abschirmer 2Ia in die Endkammern 46 gefegte Schlamm
sowie das vom Boden des Verteilungsschachtes 22 mittels des Schabers 35b durch die
Öffnungen 22X gefegte Material fallen in die am unteren Ende der Kammern 46 angeordnete
Schlammsamrnelrinne 46a.
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Infolge Zusammensackens des Schlammes in den Gerinnen 46a wird der
Schlamm wasserärmer. Damit das aus dem Schlamm befreite Wasser nicht in die Absetzfächer
zurücksteigt, ist eine je nach Bedarf zeitweise oder laufende, mittels Durchgangshähne
regelbare Abführung des durch Verdickung des Schlammes sich ergebenden Klarwassers
mittels der gelochten Rohre 5I vorgesehen.
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Die Abschirmer 52 sichern dabei das oberste Absetzfach vor Beeinflussung
durch den Gang des in die Rohre 5I eintretenden Klarwassers.
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Der in den Gerinnen 46a gesammelte Schlamm wird mittels der Schnecken
47 nach den nicht dargestellten Sumpfgruben gefördert und von dort mittels einer
Schlammpumpe an die Ablagerungs-oder Weiterbehandlungsstelle weitergefördert. Der
Antrieb der beiden Schnecken 47 geschieht durch den Motor 48 mittels der endlosen
Kette 49, die über die Kettenräder 50 geführt ist.
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Die Abb. 7 und 8 veranschaulichen eine abgeänderte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hier erfolgt die Zuführung der zu klärenden Flüssigkeit
in zwei Verteilungsschächte 55, zwischen welchen mehrere Absetzkammern 54 übereinander
angeordnet sind. 56 sind die Schlitze für Eintritt der Flüssigkeit in die Absetzkammern,
57 die Abführrohre für die geklärte Flüssigkeit, die entsprechend den beiderseitigen
Eintrittsstellen in die Absetzkammern oben in der Mitte derselben angeordnet sind.
58 ist einer der Schlammkratzer, die an den beiden Haltestangen 59 befestigt sind
und den Schlamm von den Böden der Absetzkammern ausräumen. Die Hinundherbewegung
der Schlammkratzer wird durch den Wagen 6o bewirkt, der, den Behälter auf die ganze
Breite überbrückend, auf Rädern und Schienen läuft. Der Antrieb des Wagens geschieht
in diesem Falle durch den Motor 6I über ein Verminderungsgetriebe 63 auf Zahnrad-
und Zahnstange 62. Die Hinundherbewegung auf der Zahnstange wird durch eine nicht
dargestellte Umsteuervorrichtung des Motors 61 bewerkstelligt. 64 sind die Kammern
zur AufTlahme des abgefegten Schlammes. Die sonstigen in den- Abb. 7 und 8 nicht
dargestellten Bestandteile dieser Ausführungsform der Vorrichtung und ihre Betriebsweise
sind wesensgleich mit denjenigen, die bei der in Abb. I bis 6 dargestellten Ausführungsform
erläutert sind.
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Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen
die Abb. 9 und IO. Hier erstreckt sich der Verteilungsschacht 66 für die Rohflüssigkeit
durch die Mitte des rechteckigen Behälters. Die Absetzkammern67 sind beiderseits
des Verteilungsschachtes 66 angeordnet. Entsprechend dieser Anordnung tritt die
Rohflüssigkeit durch die in beiden Wänden des Verteilungsschachtes vorgesehenen
Schlitze 68 in die Absetzkammern. Durch dieselben Schlitze ragen auch die an der
Haltestange 70 befestigten Schlaninikratzer 7I in die Absetzkammern.
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Die Abnahme der geklärten Flüssigkeit geschiebt durch die gelochten
Rohre 72. Mit 73 ist der Wagen zum Hinundherbewegen des Schlammausräumungsgerätes
bezeichnet. Der selbstumsteuerbare Motor 74, das Zahnstangengetriebe 75 und das
Verminderungsgetriebe 76 sind in gleichartiger Anordnung wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Außer den beispielsmäßig dargestellten sind verschiedene andere Ausführungsformen
möglich, um den Erfindungsgedanken zu verwirklichen. Insbesondere können bei entsprechender
Vergrößerung des Behälters in der Durchflußrichtung der zu klärenden Flüssigkeit
nach Belieben mehrere Verteilungsschächte mit dazugehörigen Absetzfächern und Schlammausräumegeräten
angeordnet werden.