DE69124240T2 - Abschneider - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Sedimentationsvorrichtung, insbesondere für die Vor- und Schlußsedimentation bei der Behandlung von Abwasser.
• Gegenwärtig wird die Sedimentation üblicherweise in großen Tanks vorgenommen, vielfach aus Beton, mit unterschiedlichen Formgebungen, die so sind, daß sie die Flüssigkeitsströmung über einen Zeitraum zwischen zwei und sechs Stunden aufnehmen, und in denen sich die Teilchen über eine Höhe von 2,5 bis 4,5 m absetzen. Beispiele für bekannte Sedimentationstanks sind in CH-A-242 594 dargestellt.
• Die Konstruktion solcher Tanks erfordert eine erhebliche Grundfläche und erheblichen Aushub. Die erforderlichen großen Volumina führen dazu, daß andere Baumaterialien als Beton nicht verwendet werden können. Alle diese Faktoren führen zu hohen Kosten des Aufbaus und des Unterhalts.
• Es ist demgemäß eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Trennvorrichtung zu schaffen.
• Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von Bestandteilen aus einer Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit geschaffen, welche einen Einlauf für die Flüssigkeit und einen vom Einlauf wegführenden Strömungsweg umfaßt, welcher zwei Abschnitte aufweist, yon denen jeder eine Trenneinrichtung hat, die eine Mehrzahl von Leitplatten aufweist, durch welche die Flüssigkeit in einer schräg nach oben verlaufenden Bahn strömen soll, um dadurch schwerere Bestandteile von leichteren Bestandteilen des Gemisches zu trennen, bei der jede Trenneinrichtung einen stromabwärtigen Einlauf und einen stromaufwärtigen Auslauf aufweist, bei der sich der Einlauf zwischen den Trenneinrichtungen befindet und zur Flüssigkeitsoberfläche weg von einem gemeinsamen Auslauf gerichtet ist, bei der die jeweiligen stromabwärtigen Ausläufe zum Abführen leichterer Bestandteile ausgelegt sind und die jeweiligen stromaufwärtigen Ausläufe zum gemeinsamen Auslauf für schwerere Bestandteile führen.
• Die Trenneinrichtung kann eine Anordnung von im wesentlichen parallelen, voneinander beabstandeten Platten für die Erzeugung einer Laminarströmung zwischen ihnen umfassen. Dies dient der Trennung der Bestandteile.
• Der Abstand der Platten liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 100 mm. Dies bewirkt eine effiziente Trennung der Bestandteile der Mischung.
• Der Neigungswinkel der Platten liegt in einem Bereich von 55º bis 60º gegenüber der Horizontalen, um ausreichende Kontaktzeit während der Trennung zu bewirken.
• Das Verhältnis von Plattenlänge zu Plattenabstand ist ungefähr 20. Dies bewirkt eine ausreichende Kontaktzone.
• Die Platten können jeweils gewellt und durch die Wellenbildungen voneinander beabstandet sein, wodurch eine Anordnung mit einer in der Seitenansicht wabenähnlichen Formgebung erzielt wird. Dies führt zu einer Konstruktion mit einer Mehrzahl von gewellten Plattenteilen.
• Jede Trenneinrichtung kann in der Vorrichtung herausnehmbar befestigt sein.
• Der Strömungsweg kann eine Mehrzahl voneinander getrennter Zuführmittel aufweisen, mit denen das Gemisch in einer vom gemeinsamen Auslauf wegführenden Richtung der Vorrichtung zugeführt wird. Dies führt zu einem Durchfluß durch die Vorrichtung ohne wesentliche Turbulenzen.
• Der Einlauf kann eine Leitung zum Abführen der leichteren Bestandteile aufweisen, welche Leitung einen abgeschlossenen Abschnitt eines Einlaufrohrs umfassen kann.
• Die Vorrichtung kann einen Sammler für die leichteren Bestandteile zwischen dem stromabwärtigen Ende der Trenneinrichtung und der Leitung umfassen.
• Der Sammler kann ein Rohr mit darin ausgebildeten, längs beabstandeten Einlauföffnungen umfassen.
• Die Vorrichtung kann einen Kanal zum Sammeln von Schwimmschlamm von der Flüssigkeit haben und, zweckmäßigerweise, durch den es dem Schwimmschlamm periodisch ermöglicht wird, zum Schwimmschlammkanal zu gelangen. Dies hilft, den Aufstau von Schwimmschlamm in der Vorrichtung zu verhindern.
• Die Mittel können ein Ventil umfassen, das zum Anheben des Flüssigkeitsspiegels in der Vorrichtung dient, wodurch es dem Schwimmschlamm möglich wird, zum Schwimmschlammkanal zu gelangen.
• Es kann eine Rührvorrichtung vorgesehen sein, um die schwereren Bestandteile nahe dem gemeinsamen Auslauf umzurühren. Diese hilft, eine gleichmäßige Strömung durch die Vorrichtung sicherzustellen.
• Es kann auch eine weitere Vorrichtung vorgesehen sein, um den Schwimmschlamm zum Schwimmschlammkanal hinzudrängen, welch weitere Vorrichtung ein hin- und herbewegliches Blatt umfassen kann.
• Die weitere Vorrichtung kann das hin- und herbewegliche Blattumfassen und eine Nocke, an der das Blatt befestigt ist, die an einer drehbaren Stange des Rührers gehaltert sein kann.
• Eine Vorrichtung zum Abscheiden von Bestandteilen aus einer Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit ist nachfolgend beispielhaft unter Bezug auf die beigefügte Zeichung näher erläutert.
• Fig. 1 ist eine Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung in der Form eines ersten Sedimentationstanks oder -behälters zum Abscheiden von Feststoffen aus Abwasser;
• Fig. 2 ist eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeils "Z" in Fig. 1;
• Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2;
• Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 3 mit zur Übersichtlichkeit weggelassenen Teilen;
• Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 4 mit zur Übersichtlichkeit weggelassenen Teilen;
• Fig. 6A und 6B zeigen jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf einen Sammler für leichtere Bestandteile; und
• Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Lamellenplatten-Trenneinrichtung der Vorrichtung.
• Mit Bezug auf die Zeichnung ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von Bestandteilen aus einer Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit dargestellt, die umfaßt: einen Einlauf 2 für die Flüssigkeit und einen Strömungsweg, der vom Einlauf 2 wegführt, der zwei Abschnitte hat, wobei jeder Trenneinrichtungen 3 mit einer Mehrzahl von Leitplatten 4 hat, durch die die Flüssigkeit längs eines (im Betrieb) aufwärts gerichteten Weges gelenkt wird und die schwereren Bestandteile von den leichteren Bestandteilen des Gemischs getrennt werden, wobei jede Trenneinrichtung 3 einen stromabwärtigen Auslauf 4a und einen stromaufwärtigen Auslauf 4b hat. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlauf 2 zwischen den Trenneinrichtungen befindet und zur Flüssigkeitsoberfläche weg von einem gemeinsamen Auslauf 6 gerichtet ist, daß die jeweiligen stromabwärtigen Ausläufe 4a zum Abführen leichterer Bestandteile ausgelegt sind und die jeweiligen stromaufwärtigen Ausläufe 4b zum gemeinsamen Auslauf 6 führen.
• Die dargestellte Vorrichtung ist im wesentlichen ein offenes Gefäß, ein Tank oder ein Behälter 1, der Einlauf 2 für das in seine leichteren und schwereren zu trennenden Schlämme umfaßt einen aufwärts gerichteten Einlauf 2a, der sich im oberen, wie dargestellt, offenen Ende des Behälters in zwei guer verlaufende Rohre 2b aufteilt, die sich über das offene Oberteil des Behälters erstrecken, die rechtwinklig mit geneigten Seiten 7 ausgebildet sind und zu einem kreisförmigen Bodenabschnitt führen, der am Boden den Auslauf 6 für den Schlamm hat. Die Querrohre 2b verlaufen im Beterieb im wesentlichen horizontal und jedes hat einen nach oben gerichteten Teil 2c, der in Form von zwei offenen Rohren, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, ausgebildet sein kann, die in eine Richtung weg von dem gemeinsamen Auslauf 6 gerichtet sind und aus denen das Abwasser in den Behälter gelangt. Alternativ kann jedes Rohr 2b einen einzigen, nach oben gerichteten Teil 2c haben, siehe Fig. 3. Die Einlaufrohre 2c weisen nach oben bis gerade unterhalb der Oberfläche. Der Oberflächenbereich ist an diesem Punkt groß, so daß die Geschwindigkeiten gering sind und leichte Schwimmschlammpartikel an der Oberfläche auf zuschwimmen vermögen.
• Das Abwasser fließt dann abwärts und beschleunigt sich auf einen Höchstwert am Boden einer Beruhigungskammer. Die Strömung spaltet sich dann in zwei auf, um an der Plattenanordnung 3 nach oben zu strömen.
• Da die Strömungsfläche zwischen der Plattenanordnung doppelt so groß ist wie die am Boden der Beruhigungskammer, ist die Geschwindigkeit halb so groß. Außerdem tritt ein Strömungsrichtungswechsel von nach unten gerichtet zu nach oben gerichtet auf, der eine zeitweilige Geschwindigkeit Null erzeugt. wegen der niedrigen Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich und aufgrund der Massenträgheit werden die großen Teilchen weiter nach unten zum Boden des Schlammtrichters zum Auslauf 6 getragen. Da die Mehrzahl der größeren Teilchen zu Boden sinkt und deshalb nicht in die Plattenanordnung 3 eintritt, sind Verstopfungen kein Problem.
• Die horizontalen Querrohre 2b sind durch Platteneinsätze 8 stromabwärts der jeweiligen gegabelten, aufwärts gerichteten Abschnitte 2c abgetrennt und nehmen abgetrennte leichtere Bestandteile des Abwassers vom Sammler 9 auf (nur einer ist in Fig. 5 dargestellt), wobei die leichteren Bestandteile dann zu einem gemeinsamen, nach unten gerichteten Rohr 5a zum Abzug für eine weitere Verarbeitung hindurchtreten, wobei ein Luftauslaß 5b am oberen Teil des nach unten gerichteten Rohrs 5a vorgesehen ist.
• Die Wände 7 des oberen Teils des Behälters 1 verjüngen sich nach unten unter einem Neigungswinkel aufeinander zu, bei dieser Ausführungsform von 60º, obwohl der Winkel im Bereich von 55º bis 60º liegen kann.
• Innerhalb des Oberteils des Behälters sind Innenwände 10 vorgesehen, die sich quer und bis zur dargestellten Höhe "X" in den Behälter hinein erstrecken. Die Wände haben einen geneigten Abschnitt 10a parallel zu den Außenwänden und bilden zwei Abteilungen, die jeweils am Oberteil 4a und Unterteil 4b offen sind, wie dargestellt, und in denen jeweils ein Abscheider 3 in Form einer Anordnung von beabstandeten parallelen Platten 4 im wesentlichen parallel zueinander und zu den Wänden 7, 10a aufgenommen ist. die Anordnung 3 umfaßt eine Anordnung gewellter Kunststoffplatten ähnlich leichten Dachplatten, die an den Kuppen und Tälern aneinander anliegen, wo sie durch Mittel wie Schrauben und Bolzen miteinander verbunden sind, um eine stabile Anordnung zu bilden. Die Anordnung kann in einem Rahmen aus beispielsweise Metall gehaltert sein, wodurch sie in dem Behälter herausnehmbar befestigt sein kann.
• Neben dem Oberteil, gemäß der Ansicht, oder dem stromabwärtigen Ende jeder Trenneinrichtung 3 befindet sich ein entsprechender Sammler 9 für die leichteren Bestandteile des Abwassers mit einem quergerichteten Rohr aus beispielsweise Kunststoff, das in Längsrichtung beabstandete Öffnungen 9a hat, durch welche die leichteren Bestandteile in den Sammler 9 eintreten. Die Sammler 9 ihrerseits sind durch entsprechende Leitungen 13 mit abgeschlossenen Abschnitten 2d der Querrohre 2b miteinander verbunden.
• Sich quer zum Behälter erstreckende Schwimmschlammkanäle 11 sind ebenfalls vorgesehen und haben ein Wehr oder eine Lippe 11a, die etwas höher als der normale Flüssigkeitsstand "L" endet und über die der Schwimmschlamm in einer noch zu beschreibenden Weise hinwegtreten kann. Die Wehre oder Lippen 11a können durchbrochen sein und/oder variable Neigung haben, obwohl die dargestellten vertikalen bevorzugt werden.
• Zwischen den Rohren 2b, 2d erstreckt sich zentral nach unten in den Behälter eine drehbare Stange 12, die an ihrem unteren Ende, wie dargestellt, eine Rühreinrichtung, nicht dargestellt, in Form eines durchbrochenen Rechens aufnimmt, der eine Schichtung des Schlamms nahe dem Auslauf 6 zu verhindern hilft.
• An der Flüssigkeitsoberfläche "L" ist eine Schwimmschlamm- Trenn- oder Treibvorrichtung vorgesehen, die an der Oberfläche hin- und herbewegt wird, um den Schwimmschlamm in den Schwimmschlammkanal zu treiben. Diese Vorrichtung hat die Form eines Blatts, das von einer exzentrischen Nockenvorrichtung getragen ist, die ihrerseits auf der drehbaren Stange 12 der Rührvorrichtung befestigt ist, so daß bei der Drehung der Stange die Treibvorrichtung in der beschriebenen Weise längs der Oberfläche hin- und herbewegt wird.
• Die Platten 4 der Plattenanordnung umfassen jeweils eine Trenneinrichtung 3 mit einem Abstand von 60 mm. Das Verhältnis von Plattenlänge zu Plattenabstand ist 20.
• Man erkennt, daß die Fläche "Y" zwischen den Trenneinrichtungen 3 und bis zu dem kreisförmigen Teil die Beruhigungskammer reicht.
• Um im Betrieb schwerere Schlammbestandteile des Abwassers abzutrennen, tritt Rohabwasser in den Behälter über vier Rohre 2c ein und füllt den Behälter auf, wobei das flüssige Abwasser in den unteren Teil absinkt. Mit der Zunahme des Flüssigkeitsvolumens im Behälter wird das Rohabwasser durch beide Trenneinrichtungen 3 hindurchgedrängt. Mit anderen Worten teilt sich die Strömung in zwei Ströme auf und strömt nach oben durch die beiden Trenneinrichtungen 3. Der Abstand der Platten 4 ist derart, daß eine Laminarströmung aufrechterhalten bleibt. Während der Strömung durch die Trenneinrichtungen 3 fallen schwerere Schlammbestandteile aus und fallen unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten gegen die Strömung des Abwassers und aus den Ausläufen 4a in den unteren Schlammtank. Während die schwereren Bestandteile längs der Platten 4 nach unten sinken, nehmen sie kleinere Schlammpartikel, die in die Anordnung 3 einströmen, auf und mit. Die leichteren Bestandteile, üblicherweise in der Form einer Flüssigkeit mit nur feinen suspendierten Feststoffteilchen, können aus dem oberen Teil 4a des Trenneinrichtungen 3 austreten, wo sie, stromabwärts davon, durch die Auslässe 9 a in die Rohre 9 gelangen, um an den abgeschlossenen Teilen 2d der Rohre zu den Auslaßrohren 5 zu gelangen.
• Von Zeit zu Zeit sammelt sich Schwimm_ bzw. Klärschlamm an der Oberfläche an, der dann entfernt werden muß. Dies wird dadurch erreicht, daß ein nicht dargestelltes Ventil am Schlammauslauf automatisch für eine oder zwei Minuten geschlossen wird, so daß bei fortgesetzter Zuströmung von Rohabwasser in den Behälter 1 der Flüssigkeitsstand "L" weit genug ansteigt, bis der Schlamm, der auf der Oberfläche auf schwimmt, in die Schwimmschlammkanäle 11 über die jeweiligen Wehre ha zur Abführung durch die Rohre 14 übertreten kann. Das Ventil wird, wenn der Schwimmschlamm abgeströmt ist, geöffnet, um den Flüssigkeitsstand wieder zu senken. Es versteht sich, daß die Schwimmschlamm-Treibvorrichtung hierbei mitwirkt, indem der Schwimmschlamm zur Seite vor die Kanäle bis zur Beseitigung gedrängt wird. In dieser Hinsicht ist der Betrieb nicht kontinuierlich, weil der Rührer nicht kontinuierlich betrieben wird, sondern nur, wenn der Schlamm aus dem Auslauf mit einer Pumpe abgepumpt wird.
• Durch Anwendung der Erfindung ist es möglich, Schlamm aus Abwasser in einem ersten oder Vorsedimentationsschritt zu entfernen, mit einer Leistung von 30 m³/Stunde. Hierdurch lassen sich Schlammkonzentrationen von bis zu 3 %, verglichen mit etwa 0,5 % bei bekannten Lamellentanks, erzielen, wobei von einer Rohabwasserkonzentration von etwa 0,03 % ausgegangen wird.
• Es versteht sich, daß die die Erfindung verwirklichende Vorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, von modularer Konstruktion ist und wunschgemäß dort errichtet werden kann, wo ein Behandlungsbehälter erforderlich ist.

Claims (19)

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Bestandteilen aus einer Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit, welche einen Behälter mit einem Einlauf (2) für die Flüssigkeit und einen vom Einlauf (2) ausgehenden Strömungsweg für die Flüssigkeit umfaßt, welcher zwei Abschnitte aufweist, von denen jeder eine Trenneinrichtung (3) mit einer Mehrzahl von Leitplatten (4) aufweist, durch welche die Flüssigkeit in einer schräg nach oben verlaufenden Bahn strömen soll, um dadurch schwerere Bestandteile von leichteren Bestandteilen des Gemisches zu trennen, wobei jede Trenneinrichtung (3) einen stromabwärtigen Auslauf (4a) und einen stromaufwärtigen Auslauf (4b) aufweist und sich der Einlauf (2) zwischen den Trenneinrichtungen (3) befindet und so angeordnet ist, daß er zuströmende Flüssigkeit zur Flüssigkeitsoberfläche im Behälter hin- und von einem gemeinsamen Auslauf (6) wegleitet, bei der die jeweiligen stromabwärtigen Ausläufe (4a) zum Abführen leichterer Bestandteile ausgelegt sind und die jeweiligen stromaufwärtigen Ausläufe (4b) zum gemeinsamen Auslauf (6) für schwerere Bestandteile aus dem Behälter führen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtungen (3) jeweils eine Anordnung von im wesentlichen parallelen voneinander beabstandeten Platten (4) zur Erzeugung einer zwischen ihnen verlaufenden Laminarströmung aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Platten (4) in einem Bereich von 50 bis 100 mm liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Platten (4) in einem Bereich von 55º bis 60º zur Horizontalen liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Plattenlänge zu Plattenabstand ungefähr 20 ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (4) jeweils gewellt und durch die Wellenbildungen voneinander beabstandet sind, wodurch eine Anordnung mit einer in der Seitenansicht wabenähnlichen Formgebung entsteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Trenneinrichtung (3) herausnehmbar in der Vorrichtung gehaltert ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf (2) eine Mehrzahl einzelner Zuführmittel (2b) umfaßt, mit denen das Gemisch in einer vom gemeinsamen Auslauf (6) wegführenden Richtung der Vorrichtung zugeführt wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf (2) eine Leitung (2d) zum Abtrennen der leichteren Bestandteile bildet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (2d) einen abgeschlossenen Teil eines Einlaufrohres (2b) umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sammler (9) für die leichteren Bestandteile zwischen dem stromabwärtigen Ende (4a) des Abscheidemittels (3) und der Leitung (2d) umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (9) eine Röhre mit darin ausgebildeten längs beabstandeten Einlauföffnungen (9a) umfaßt.

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kanal (11) zum Aufnehmen von Schwimmschlamm von der Flüssigkeit.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch die der Schwimmschlamm periodisch zum Schwimmschlammkanal (11) gelangen kann.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein Ventil umfaßt, welches zum Anheben des Flüssigkeitsstandes im Behälter betrieben werden kann, wodurch Schwimmschlamm zum Schwimmschlammkanal (11) gelangen kann.

16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Rühreinrichtung zum Rühren schwererer Bestandteile neben dem gemeinsamen Auslauf (6).

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch eine weitere Einrichtung zum Treiben des Schwimmschlammes zum Schwimmschlammkanal hin.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung ein hin- und herbewegliches Blatt umfaßt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, sofern er von Anspruch 16 abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung das hin- und herbewegliche Blatt und eine Nocke, an der das Blatt befestigt ist, umfaßt und daß die Nocke an einer drehbaren Stange (12) der Rühreinrichtung gehaltert ist.