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Einrichtung zum Klären der Abwässer der Zellstoff-, Holzstoff-, Papier-
und Pappenfabrikation Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Klären der
Abwässer der Zellstoff-, Holzstoff-, Papier- und Pappenfabrikation unter Wiedergewinnung
der Stoffrückstände, bestehend aus einem trichterförmigen oder mit trichterförmigem
Auslauf versehenen, ununterbrochen arbeitenden Klärbehälter mit seitlicher Abwasserzuführung
und einer an den Auslauf des Klärbehälters ängeschlossenen, gegen ihn absperrbaren
Stoffangeinrichtung.
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Zum Klären der Abwässer der Holzstoff-, Zellstoff-, Papier- und Pappenfabrikation
sind Kläreinrichtungen in den verschiedensten Ausführungen bekannt. Diese Kläreinrichtungen
haben zumeist Klärbehälter in Trichterform, zum Teil auch solche mit einem zylindrischen
Zwischenstück in der Mitte oder oben; auch sind Klärbehälter in Kastenform bekannt.
Die meisten dieser Klärbehälter haben Einbauten der verschiedensten Art für den
Zulauf des Abwassers, zum Teil auch für den Ablauf desselben. Das aus den Einbauten
in das Behälterinnere zuströmende, Stoffrückstände enthaltende Abwasser verläuft
nur zu einem geringen Teil nach der Behälterspitze, während es sich zum größten
Teil nach oben zur Überlaufkante bewegt. Das Abwasser macht also im Klärbehälter
eine Kehrtwendung, was aber- den Klärvorgang störende Wirbelbildungen zur Folge
hat. Bei breitgeschirmten Einbauten sind zwar die Wirbelbildungen geringer, diese
Einbauten haben aber wiederum den Nachteil, daß sie den zur Verfügung stehenden
Klärraum verringern. Hinzukommt bei diesen mit Einbauten versehenen Klärbehältern
noch der Nachteil, daß sich Stoffrückstände an den Einbauten--absetzen und anhäufen,
in Fäulnis übergehen und damit für die Wiederverwendung unbrauchbar werden.
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Es ist auch eine Kläreinrichtung bekannt, deren aus einem Trichter
bestehender Klärbehälter besondere Einbauten für den Abwasserzulauf nicht aufweist,
Wirbelbildungen bei diesem Klärbehälter demzufolge nicht auftreten. Bei dieser Kläreinrichtung
strömt aber das Abwasser unter dem Druck der
Pumpenleitung durch
einen schmalen Schlitz hindurch allseitig in den Klärbehälter ein und breitet sich
in der waagerechten Ebene nach allen Seiten aus, Wodurch eine Bewegung des zu klärenden
Abwassers in der gesamten Klärzone hervorgerufen Wird, die den Klärvorgang störend
beeinflußt. Bei dieseln Klärbehälter Werden aullerdem infolge der Einführung des
Abwassers durch einen schmalen Schlitz hindurch die Stoffrückstände in kleine Partikelchen
zerteilt, die sich auf die gesamte Einlaufzon c im Klärbehälter verteilen, Wodurch
der Absetzvorgang eine wesentliche Verzögerung erfährt, da die kleinen Partikelchen
mir infolge ihres Schwergewichts absinken.
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Bei anderen bekannten Kläreinrichtungen ist seitlich des Klärbehälters
ein Stoffwasserzulauf vorgebaut, so daß das Stoffwasser radial in den Klärbehälter
eintritt. Auch bei diesen Kläreinrichtungen fließt das Stoffwasser unmittelbar und
mit Druck in den Klärbehälter ein, demzufolge in diesem dauernd große Wirbelbildungen
auftreten.
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Schließlich sind Kläreinrichtungen bekannt, bei denen Vorklärbecken
vorgesehen sind, in denen die Sinkstofte (Schlamm) aufgenomnien und gesammelt werden,
die also als ausgesprochene Klärbecken dienen.
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Diese den Klärvorgang störenden Wirbelungen und Bewegungen firn Klärbehälter,
hervorgerufen durch das in diesen ununterbrochen hinzutretende Abwasser, sollen
durch die Erfindung vermieden werden, so daß eine wesentliche Verbesserung der Klärwirkung,
insbesondere bei plötzlich auftretendem Gautschbruch oder verstärkt anfallendem
Spritzränderstoff o. dgl., und eine Erhöhung der Durchsatzinenge erzielt wird.
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Die Erfindung sieht deshalb vor, daß (lein Klärbehälter ein Ausgleichbehälter
oder ein Ausgleich- und Zwischenfangbehälter oller beide Behälter, (nie an (nie
Pumpenleitung zum Zuführen des Abwassers angeschlossen sind, vorgeschaltet sind,
von (lein oder denen aus (-las zu klärende Abwasser über einen Druckaus;leicher
und Entlüfter und einen dein Klärbehälter vorgebauten, sich in Richtung des Klärbehälters
stark erweiternden und in Höhe von dessen Klärzone mündenden Zulauf mit stark verminderter
Zulaufgeschwindigkeit .in den Klärbehälter gelangt.
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Durch die Anordnung des sich stark in Richtung des Klärbehälters erweiternden
Zulaufes wird der besondere Vorteil geboten, daß die in (nieseln "Zulauf einsetzende
Entstoffung beim Eintritt des Abwassers in den Klärbehälter erhalten bleibt und
sich die wiederzugewinnenden Stoffe sofort, und zwar mir an einer Stelle des Klärraumes,
beim Eintritt in den Klärbehälter nach abwärts bewegen, sich also nicht allseitig
auf den äanzeii Klärraum verteilen können, was den Absetzvorgang in gesteigertem
Maße begünstigt.
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Es gilt ferner als bekannt, in Verbindung finit einem Klärbehälter
Druckausgleicher und 1-iitliifter für (las Abwasser vorzusehen. bezieht sich die
Erfindung nur auf die Gesamtanordnung der Kläreinrichtung. Der Gegenstand der Erfindung
ist auf (ler Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen:
Abb. i einen Querschnitt durch (nie Kliiieinrichtung mit in (nie Abwasserzuleitung
eingeschalteten Ausgleich- undZwischenf.ngbehältern, .i@bh. a eine Draufsicht auf
den Klär-I Lehälter, Abb.3 einen Querschnitt in Dichtung der Linie .1-R der Atlb.
2, Abb. -. in größerem Maßstabe einen i-)ueischnitt der Einrichtung für den Ihr
ucl;ausgleich und (nie Entlüftung des Al-)wassrr s.
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Abb. 5 den Zulaufvorbau für den Klarbehälter in Draufsicht.
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Der Klärbehälter i hat ellipsenförinigcn oder ovalen Querschnitt.
Der Zulauf des von der Papiermaschine kommenden Abwassers erfolgt seitlich des Klärbehälters
i, etwa in Höhe dessen Klärzone, wo ein vorgel)anter, sich in Richtung des Klärbehälters
stark erweiternder Zulauf 2 vorgesehen ist.
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Die Erfindung sieht nun vor, daß (lein hI:ilbehälter i ein Ausgleichbehälter
.1 oder ein Ausgleich- und Zwischenfangbehälter 3 oller beide Behälter 3 und .1,
die an die Pumpenleitung 5 zum Zuführen des Abwassers allgeschlossen sind, vorgeschaltet
sind, von denn oder denen aus das zu klärende Abwasser über einen Druckausgleicher
un il I'ntlüfter ; i und schließlich durch den Zulauf 2 hindurch finit Mark verminderter
Zulaufgescli@@: iii(ligi;eit in (len Klärbehälter i gelangt.
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01) nur der Ausgleichbehälter .1 oder inur der Ausgleich- und Zwischenfanrbehälter
3 oder beide Behälter dem Klärbehälter i vorgeschaltet werden, richtet sich ganz
nach (Ien Bedürfnissen bzw. nach der Beschatrenlieit der zu klärenden Abwässer und
wird von Fall zu Fall festgelegt.
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In dein dargestellten Ausfiiiiruiigsl)eispiel sind beide Behälter
3 und d. denn Klärbehälter i vorgeschaltet. Das vors der Papiermaschine kommende
Abwasser wird durch die Pumpenleitung 5 dein Ausgleichbehälter .t zugeführt, der
insbesondere die Aufgabe hat. den von der Papiermaschine kommenden Gautschbruch
oder verstärkt anfallenden Spritzränderstoff o. d-1. aufzunehmen und dem Klärbehälter
i nur nach und nach zuzuteilen. Wenn der Gautschbruch o. dgl. unmittelbar in den
Klärbehälter i eingeführt wird,
treten starke Überlastungen in ihm
ein, die den Behälterinhalt völlig durcheinanderbringen und den Absetzvorgang aufheben.
Außerdem gelangen wertvolle Stoffrückstände in den Überlauf und gehen somit verloren.
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Im Ausgleichbehälter 4 erhält der Gautschbruch o. dgl. weitgehende
Verdünnung, die infolge der Strömung und Wirbelungen innerhalb des Behälters 4 eine
gleichmäßige ist. In dein Ausgleichbehälter 4 ist eine Steigleitung 6 vorgesehen,
die nach einem behälterartig ausgebildeten Entlüfter und Druckausgleicher führt.
Das Ende der Steigleitung 6 hat eine trichterförmige Erweiterung 8, innerhalb deren
ein kegeliger Kern 9 vorgesehen ist, so daß das Abwasser den Auslauf der Leitung
6 kegelförmig verläßt; vgl. insbesondere Abb.4. Der Auslauf der Leitung 6 kann gegebenenfalls
mit Schlitzen, Düsen, Löchern o. dgl. io versehen sein. Das aus dieseln Auslauf
mit Druck austretende Abwasser schlägt gegen einen glockenartigen Schirm i i, wodurch
das Abwasser und die Stoffasern entlüftet .werden. Im oberen Teile des Schirmes
i i ist ein an sich bekanntes Schaumsieb 1 2 vorgesehen, (las den etwa vorhandenen
Schaum zurückhält. Die Luft entweicht durch die Entlüftungsleitung 13 und den Stutzen
14 ins Freie. Zweckmäßig wird in dem Stutzen 14 noch ein weiteres Schaumsieb i5
angeordnet. Aus dem Entlüfter und Druckausgleicher ;7 gelangt das dort vom Druck
entspannte Abwasser in die Leitung 16. Auf dem Wege durch die Leitung 16 erfolgt
die an sich bekannte Impfung des Abwassers mit Chemikalien, um das Abwasser auf
den für die günstigste Klärwirkung nötigen p1.1-Wert zu bringen. Zu diesem Zwecke
ist eine Einrichtung 17 für den Zusatz der Chemikalien vorgesehen, von der aus eine
Zuführungsleitung 18 in die Abwasserleitung 16 geführt ist. In der Leitung 18 kann
ein Absperr- und Regelhahn vorgesehen werden. Am Ende der Leitung 16 ist ein Mischer
19 in die Abwasserleitung eingeschaltet, der die Aufgabe hat, die Chemikalien mit
dein Abwasser zu vermischen. Zu diesem Zwecke ist das in den Mischer i9 eintretende
Ende der Leitung 16 etwas verjüngt ausgebildet, um das. Abwasser stärker auf einen
in dem Mischer vorgesehenen Prallteller aufschlagen zu lassen.
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Für den Fall, daß nur der Ausgleichbehälter 4 in die Abwasserleitung
eingeschaltet ist, wird das Abwasser über die sich an den Mischer i9 anschließende
Falleitung 2o voll größerem Querschnitt in den vorgebauten Zulauf 2 und damit in
den Klärbehälter i geleitet; vgl. strichpunktierte Linien der Fallleitung -2o in
der Abb. 1. Wird aber auch der Ausgleich- und Zwischenfangbehälter 3 'in die :'lbwasserleitung
eingeschaltet, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, so wird die Fallleitung 2o
nach unten «eitergeführt, so daß sie in den Behälter 3 mündet. Der Behälter 3 hat
die gleiche Aufgabe wie der Ausgleichhehälter 4.. In dem Behälter 3 ist eine in
Nähe der Mündungsstelle der Falleitung 2o eintretende und nach dein Boden des Behälters
3 führende Zweigleitung 21 vorgesehen, die dem Auftrieb der nach dein Boden des
Behälters 3 sinkenden Stoffrückstände dient. Diese Zweigleitung nimmt einen Teilstrom
des Abwassers auf und führt ihn nach dem Boden des Behälters 3. Die Leitung 21 kann
mit direktem Anschluß an die Pumpenleitung 5 vorgesehen werden; sie kann aber auch
an den Ausgleichbehälter 4 angeschlossen werden. Zweckmäßig wird in die Zuleitung
ein Absperr- und ein Regelhahn eingeschaltet, so daß die Zulaufmenge bestimmt bzw.
der Zulauf ganz unterbunden werden kann. Das aus der Leitung 21 ausströmende Abwasser
bewegt sich nach oben zum Auslauf 22 und nimmt auf seinem Wege Teile des Gautschbruches
mit. Das Fallrohr 2o kann je nach Art des Abwassers ein Stück in den Behälter 3
eingeführt werden, um die Wasserkehre in die Mitte des Behälters 3 zu verlegen.
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Für den Fall, daß der Ausgleichbehälter 4 in Fortfall kommen soll,
wird das Abwasser aus der Pumpenleitung 5 unmittelbar in den Druckausgleicher und
Entlüfter 7 geführt, die Leitung 5 erhält dann gewissermaßen Anschluß an die Steigleitung
6.
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Mit Anschluß an den Boden des Ausgleichbehälters 4 ist eine Leitung
23 vorgesehen, um den Behälter 4 erforderlichenfalls vollkommen entleeren zu können.
Die Leitung 23 führt in die Stoffangeinrichtung 24. Vermittels der Leitung 23 kann
auch die Stoffangeilirichtung 24 gefüllt «-erden, wenn diese nach erfolgter- Spülung
«-leder aufgefüllt werden muß.
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Am Boden des Ausgleich- und Zwischenfangbehälters'3 ist eine Leitung
25 vorgesehen, die dem gleichen Zwecke dient wie die Leitung 23. In der Leitung
25 ist ein Ventil vorgesehen, das den Abfluß durch eiltsprechende Einstellung regeln
läßt. Die Leitung 25 dient auch zur Entlastung des Behälters 3 für den Fall, daß
plötzlich zuviel oder zu lange Gautschbruch kommt.
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Durch die ständige Erweiterung der Querschnitte der Zuleitungen
16, 10, 22 und 2 wird der Vorteil geboten, daß eine
GeschwindigkeitsmiIiderung des Abwasserzulaufes herbeigeführt wird, die sich ganz
besonders in dem Zulauf 2 auswirkt, so daß das Abwasser mit stark verminderter Zulaufgeschwindigkeit
in den Klärbehälter i eintritt und eine Beunruhigung des Klärvorganges nicht erfolgt.
Um etwa an der Eintrittsstelle auftretende
geringe Bewegungen vollkommen
auszugleichen, ist die Ouerschnittsforin des Klärbehälters außerdem ellipsenförmig
oder oval gewählt, so daß -eine große, ruhige und damit wirksame Klärzone erzielt
wird.
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Das oben im Klärbehälter überlaufende Reinwasser gelangt in eine Ringrinne
26 und mit dieser verbundene Querrinnen 27. Diese Anordnung hat den Zweck, die Steigegeschwindigkeiten
innerhalb der Auftriebzone gleichmäßig abzustimmen. Die Ringrinne 26 ist unterteilt,
so daß die Abführung des Reinwassers sowohl zum Fluße, beispielsweise durch die
Ableitung 28, als auch zum Betrieb, beispielsweise durch die Ableitung 29 möglich
ist.
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Die zur Wiedergewinnung der Stoffrückstände an den Auslauf des Klärbehälters
i angeschlossene Stoffangeinrichtung 24 ist in dem Ausführungsbeispiel nach Abb.
i aus zwei für sich absperrbaren Stoffangbehältern gebildet. Diese Stoffangeinrichtung
wird in ihren Einzelheiten als bekannt vorausgesetzt. An Stelle von zwei für sich
absperrbaren Stoffangbehältern kann auch nur ein Stofffangbehälter 2-. vorgesehen
werden, dessen Wirkungsweise ebenfalls bekannt ist. Selbstverständlich kann auch
jede andere geeignete Stoffangeinrichtung am Auslauf des Klärbehälters i vorgesehen
werden, mittels deren die wiedergewonnenen Stoffrückstände dem Betrieb wieder zugeführt
werden. Zur Reinigung der Stoffangeinrichtung wird Reinwasser aus der Auftriebzone
des Klärbehälters i verwendet, das beispielsweise durch die Leitungen 30, 23, 31
der Stoffangeinrichtung 24. zugeführt wird.