DE69816068T2 - Vorrichtung zur abtrennung von feststoffen aus einer flüssigkeit - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trennen von Teilchen von einer Flüssigkeit, und insbesondere eine Einrichtung zum Abtrennen von Amalgam von Wasser.
• Der Ausstoß von Amalgam als Quelle für Quecksilbervergiftung hat zu einem erhöhten Bedürfnis geführt, auf dem Gebiet der Zahnheilkunde für die Abtrennung von Amalgam zu sorgen. Die vorgeschlagenen Einrichtungen für die Abtrennung von Amalgam auf dem Gebiet der Zahnheilkunde beruhen auf Standardoperationen, beispielsweise Zentrifugieren, Filtrieren, Absetzen und Kombinationen hieraus.
• Zentrifugiereinrichtungen leiden an Nachteilen, beispielsweise einem komplizierten Aufbau, in Bezug auf Kosten, und Betriebsstörungen, die u. a. in Folge eines Rotorungleichgewichts auftreten, das durch Verkrustung hervorgerufen wird.
• Bei Filtriereinrichtungen, beispielsweise jener, die in der EP-A1-0 691 151 beschrieben ist, treten Probleme im Bezug auf die Durchflusskapazität in Folge eines hohen Druckverlustes auf. Damit Amalgamteilchen mit Größen im Mikrometerbereich filtriert werden können, werden sehr feine Filter benötigt. Um einen ausreichenden Durchfluss zu erzielen, ist ein hoher Außendruck erforderlich, mit Hilfe externer Pumpvorrichtungen, bei denen das Risiko eines Ausfalls besteht.
• Die DE-A 4 243 239 beschreibt eine Einrichtung, die zwei in Reihe geschaltete Absetzbehälter sowie Filtrierstufen vor dem Einlass in jedem der Behälter aufweist. Weiterhin weist die Einrichtung eine Membranpumpe und einen Zyklonabscheider auf, wodurch offensichtliche Nachteile in Bezug auf eine komplizierte Einrichtung, beispielsweise die Kosten der Einrichtung, die Abmessungen, und Regenerierprobleme auftreten.
• Für das Abtrennen von Feststoffen auf Flüssigkeiten durch reines Absetzen ist eine große Anzahl an Einrichtungen bekannt, die auf der Grundlage eines laminaren Flusses durch Kanäle zwischen gewellten Lamellen beruhen. Insbesondere zum Abtrennen von Amalgam beschreibt die SE-B-469 510 eine Absetzeinrichtung, die aus einer großen Anzahl von Rohren besteht, die miteinander in Verbindung stehen, wodurch eine beträchtliche Absetzoberfläche zur Verfügung gestellt wird. Derartige Rohrbaugruppen lassen sich jedoch nur schlecht für eine erneute Verwendung wiederaufarbeiten. Weiterhin stellen glatte Kunststoffoberflächen in offenen Rohren keine optimale Haftung von abgesetztem Amalgamschlamm zur Verfügung, wenn man berücksichtigt, dass extreme Schwingungen der Einrichtung und unerwartete Schwankungen des Flusses während einer langen, kontinuierlichen Betriebszeit auftreten können, möglicherweise Monaten, die in der Praxis auf dem Gebiet der Zahnheilkunde benötigt wird.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer einfachen Amalgamtrennvorrichtung, die einen hohen Trennwirkungsgrad aufweist, und die Fähigkeit zum sicheren Zurückhalten in Bezug auf Amalgam während einer relativ langen Betriebszeit, und die darüber hinaus zur erneuten Verwendung einfach vom Amalgam befreit werden kann.
• Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung durch eine Einrichtung erreicht, welche in Flussrichtung der Flüssigkeit, die vom Amalgam befreit werden soll, eine Vorklärzone aufweist, eine Verteilungszone und weiterhin eine Feinklärzone, die ein Plattengehäuse aufweist, das mehrere, befestigte Platten aufweist, die voneinander beabstandet und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und welche vorzugsweise, zumindest an der Oberseite, eine große Anzahl feiner Erhebungen und Vertiefungen aufweist, die durch auf diesem Gebiet bekannte Vorgehensweisen erzeugt werden.
• Mit Hilfe des Plattengehäuses, welches das kritische Teil der Trennvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt, kann eine große Gesamtabsetzfläche und können kurze Absetzentfernungen erhalten werden. Verwendet man beispielsweise Platten 30-60, die jeweils eine Oberfläche von 2 dm² aufweisen, so ist die ebene Absetzfläche 60-120 dm². Die spezifische Absetzfläche auf Grundlage feiner Amalgamteilchen wird weiter vergrößert, wenn die Oberflächen mit einer großen Anzahl an Erhebungen und Vertiefungen versehen werden, durch bekannte Herstellungsverfahren, beispielsweise Musterwalzen, Stanzen, Strahlen, usw.. Zusätzlich dazu, dass die Oberfläche vergrößert wird, erhöhen die Nuten in den Platten den Rückhalteeffekt für relativ feines Amalgampulver. Die Platten können aus nichtmetallischem Material hergestellt sein, sowie aus Metallmaterial. Allerdings werden Metallplatten in Folge einer höheren Affinität für Amalgam vorgezogen. Die Entfernung zwischen aufeinander liegenden Platten in dem Gehäuse sollte innerhalb des Bereichs von 1–5 mm liegen, und dies wird bequem durch gestanzte Erhöhungen in den Platten entsprechend einem bekannten Muster erzielt, beispielsweise aus der Technologie der Plattenwärmetauscher. Die einzelnen Platten in dem Gehäuse werden vorzugsweise lösbar durch alle Arten von Schrauben zusammengehalten.
• Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Zwischenräume zwischen den Platten mit Füllkörperstücken mit einer Größe von 1–5 mm gefüllt. Hierdurch wird ein flüssiges Element zu einem labyrinthartigen Fluss mit größerer Entfernung durch das Plattengehäuse gezwungen, und erfährt eine Anzahl an Abbiegungen und Zusammenstößen, bei welchen sich herausgestellt hat, dass sie eine vorteilhafte Auswirkung auf das Absetzen von Amalgamteilchen haben, trotz einer höheren mittleren Geschwindigkeit für die Flüssigkeit im Vergleich zu einem offenen Plattenabstand. Allerdings kann die Geschwindigkeit der Flüssigkeit ausreichend niedrig gehalten werden, wobei Versuche gezeigt haben, dass ein sehr hohes Ausmaß an Abtrennung in einer Trennvorrichtung gemäß der Erfindung erzielt wird, welche Plattenzwischenräume aufweist, die mit Teilchen gefüllt sind. Die Füllkörperstücke zwischen den Platten fördern eine noch homogenere Flussverteilung über den Querschnitt des Plattengehäuses, und stellen darüber hinaus eine symmetrische Belastung auf allen Ablagerungsoberflächen sicher.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Plattenzwischenräume mit Kunststoffkörnchen gefüllt, die eine etwas geringere Dichte als Wasser aufweisen. Da die Körnchen im Wasser aufschwimmen, wird die erneute Verwendung sauberer Körnchen in dem Wiederaufbereitungsschritt der Trennvorrichtung erleichtert.
• Weiterhin ist, um einen langsamen Fluss durch die Trennvorrichtung sicherzustellen, vorzugsweise eine perforierte Wand stromabwärts der Feinklärzone und vor dem Auslass aus der Trennvorrichtung vorgesehen, wobei die gesamte Lochfläche der Wand erheblich kleiner ist als die Lochfläche der übrigen perforierten Wände, die vorzugsweise die Feinverteilungszone und die Verteilungskammer vor dieser begrenzen. Durch den statischen Druck am Einlass der Trennvorrichtung, normalerweise innerhalb des Bereiches von 0–0,1 kg/cm², und die Flussbegrenzungswand vor dem Auslass wird der maximale Fluss durch die Trennvorrichtung vollständig gesteuert.
• Die Erfindung wird weiter anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, bei welcher
• 1 einen Vertikalschnitt durch eine schematische Trennvorrichtung zeigt, und 2 ein Plattengehäuse von oben.
• Die Trennvorrichtung gemäß 1 besteht aus einem Behälter 1, der einen Einlass 2 an der Oberseite eines seiner Enden aufweist, und einen Auslass 3 an der Oberseite am entgegengesetzten Ende. Im Betrieb ist der Einlass 2 mit einer Abwasserleitung von einem Zahnlabor verbunden, und der Auslass 3 mit einem Abfluss. Von dem Einlass 2 fließt das zu reinigende Wasser zuerst herunter zu einer Vorklärkammer 4, in welcher alle Formen gröberer Teilchen sich absetzen. Die Vorklärkammer 4 ist in der Flussrichtung durch eine perforierte Platte 6 begrenzt, die zusammen mit einer anderen perforierten Platte 6 eine Verteilungskammer 7 begrenzt. In der Verteilungskammer 7 ist ein Drahtgitter 8 vorgesehen, um mögliche Teilchen weiter auszuschalten, welche den freien Durchgang der Flüssigkeit durch sämtliche Löcher in der Platte 6 stören könnten.
• Zwischen der Verteilungsplatte 8 und einer anderen perforierten Platte 9 befindet sich ein Plattengehäuse 10, das aus mehreren festen Platten 12 besteht, die voneinander beabstandet sind. Die Zwischenräume 11 sind mit Kunststoffkörnchen 13 gefüllt. Eine Dichtvorrichtung zwischen dem Plattengehäuse 9 und einer Behälterdecke 15, und eine Dichtvorrichtung 16 dichten das Plattengehäuse ab, so dass der gesamte Fluss der Flüssigkeit durch die Zwischenräume erfolgt, die mit den Körnchen 11 gefüllt sind.
• Hinter dem Plattengehäuse 10, jedoch vor dem Auslass 3, ist eine andere Platte 17 vorgesehen, bei welcher Löcher über den gesamten Querschnitt der Trennvorrichtung vorgesehen sind, mit einer Gesamtlochfläche, die wesentlich kleiner ist als die Lochfläche jeder der perforierten Platten 5, 6 und 9. Die Platte 17 hat daher die Aufgabe, den Fluss der Flüssigkeit durch die Trennvorrichtung zu begrenzen.
• 2 zeigt ein Plattengehäuse 9, das von der Trennvorrichtung abgenommen ist, gesehen von oben. Ausnehmungen 18 in jeder Platte 12 sind entsprechend Führungen in dem Behälter 1 ausgebildet. Eine Anzahl an Erhebungen 19 sorgt für die Abstände zwischen den Platten in dem Gehäuse 10. Muttern 20 oben auf Gewindestangen 21 durch das vollständige Plattengehäuse 10 halten es zusammen. In jede Platte 12 ist ein Loch 22 gestanzt, so dass ein vertikaler Kanal durch das Plattengehäuse 10 ausgebildet wird, zu Nachfüllen von Füllkörperstücken 13, wenn das Plattengehäuse 10 in dem Behälter 1 angeordnet ist.
• Zusätzlich zu der beschriebenen Ausführungsform wird deutlich, dass Variationen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung vorgenommen werden können, die in den beigefügten Patentansprüchen angegeben ist. So können beispielsweise die Platten gewellt ausgebildet sein, oder wellenförmige Oberflächen aufweisen, anstelle von eben bearbeiteten Oberflächen. Anstelle eines einzelnen Plattengehäuses können mehrere Plattengehäuse in Reihe geschaltet sein, wobei eins, beide, oder keines mit Körnchen in den Plattenzwischenräumen gefüllt ist.
• Weiterhin kann die Raumverteilung zwischen unterschiedlichen Zonen in der Trennvorrichtung in Abhängigkeit vom Einsatz variieren. Wenn beispielsweise die Belastung bei einem bestimmten Zahnlabor ungewöhnlich hoch ist, jedoch immer noch eine lange Betriebszeit vor einem Austausch der Trennvorrichtung benötigt wird, kann die Feinklärzone 4 bei der dargestellten Trennvorrichtung durch beispielsweise einen gesamten, getrennten Behälter 1 ausgetauscht werden, der leer ist, oder nur ein oder mehrere Grobklärgitter oder ähnliches enthält.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Trennen von Teilchen von einer Flüssigkeit, insbesondere zum Abtrennen von Amalgam von Wasser, wobei die Einrichtung einen Behälter (1) aufweist, der mit einem Einlass (2) für mit Teilchen belasteter Flüssigkeit versehen ist, einer Vorklärzone (4), in Verbindung mit dem Einlass (2) zum Klären gröberer Teilchen, einer Verteilungskammer (7) zur gleichmäßigen Verteilung des Flusses der Flüssigkeit in eine Feinklärzone, die mit einem Auslass (3) für gereinigte Flüssigkeit in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinklärzone zumindest ein Plattengehäuse (10) aufweist, das mehrere parallele, feste Platten (12) aufweist, die gestapelt angeordnet sind und Zwischenräume (11) gegeneinander aufweisen, wobei vorzugsweise zumindest auf der oberen Oberfläche eine große Anzahl feiner Erhebungen und Vertiefungen vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenzwischenräume (11) zwischen den Platten (12) mit Füllkörperstücken (13) mit einer Größe von 1 bis 5 mm gefüllt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkörperstücke (13) aus Kunststoffkörnchen mit einer Dichte von weniger 1 g/cm² bestehen.
4. Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welcher die Verteilungskammer (7) von der Vorklärzone (4) sowie von der Feinklärzone durch perforierte Elemente (5, 6) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Feinklärzone und dem Auslass (3) eine perforierte Wand (17) vorgesehen ist, wobei die Gesamtlochfläche der Wand wesentlich kleiner ist als die Fläche jedes der perforierten Elemente (5, 6).
5. Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (12) in dem Plattengehäuse (10) aus Metall bestehen.
6. Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Platte (12) in dem Plattengehäuse (10) ein oder mehrere konzentrische Löcher (22) zum Einfüllen von Füllkörperstücken (13) aufweist, wenn das Plattengehäuse (10) in dem Behälter (1) angeordnet wird.