DE9417757U1

DE9417757U1 - Device for separating and separating contaminants from contaminated water

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Publication number: DE9417757U1
Application number: DE9417757U
Authority: DE
Original assignee: WAGNER UMWELTSCHUTZ AG
Current assignee: WAGNER UMWELTSCHUTZ AG
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1994-11-05
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2004-11-06
Also published as: SK36594A3; CH687703A5

Description

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Wagner Umweltschutz AG, Tübacherstrasse 32, CH-9326 HornWagner Environmental Protection AG, Tübacherstrasse 32, CH-9326 Horn

Vorrichtung zum Trennen und Ausscheiden von Verunreinigungen aus kontaminiertem WasserDevice for separating and removing impurities from contaminated water

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Trennen und Ausscheiden von Verunreinigungen gemäss Oberbegriff des Schutzanspruches 1.The subject of the invention is a device for separating and removing contaminants according to the preamble of claim 1.

Wasser, das mit Schwermetallen, Kohlenstoffen oder Kohlenwasserstoffen verunreinigt ist, verlangt eine Vorbehandlung, bevor es einer Abwasserreinigungsanlage zugeleitet werden darf. Mit herkömmlichen Methoden, z.B. in einer Spaltanlage, entstehen aus der chemischen Fällung zusätzlich Schlämme, die als Sondermüll zu entsorgen sind. Bei physikalischen Behandlungsmethoden mit Filtrierungsanlagen müssen grosse Investitionen getätigt werden, um verunreinigte Wässer in grösseren Mengen reinigen zu können. Es ist zudem ein Nachteil der Filtrationsmethode, da durch die auszufiltrierenden Schwermetalle, Kohlenstoffe oder Kohlenwasserstoffe die Filter sehr rasch verstopfen. Dies führt zu hohen Betriebs- und Unterhaltskosten.Water that is contaminated with heavy metals, carbons or hydrocarbons requires pre-treatment before it can be fed into a wastewater treatment plant. With conventional methods, e.g. in a splitting plant, chemical precipitation also produces sludge that must be disposed of as hazardous waste. With physical treatment methods using filtration systems, large investments must be made in order to be able to clean contaminated water in larger quantities. Another disadvantage of the filtration method is that the heavy metals, carbons or hydrocarbons that have to be filtered out clog the filters very quickly. This leads to high operating and maintenance costs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Kohlenwasserstoffe, Schwermetalle und Kohlenstoffe und andere Verunreinigungen auf rein physikalischem Weg vom Wasser zu trennen und auszuscheiden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung soll nicht nur für kleine Mengen, sondern auch für grosse Mengen einsetzbar sein.The aim of the invention is to separate and remove hydrocarbons, heavy metals, carbon and other contaminants from water using purely physical means. The device according to the invention should be usable not only for small quantities, but also for large quantities.

Gelöst wird die vorstehende Aufgabe gemäss den Merkmalen des Schutzanspruches 1.The above problem is solved according to the features of claim 1.

Überraschenderweise gelingt es, die Verunreinigungen vom Wasser zu trennen, wenn dieses mit geringer Fliessgeschwindigkeit und in geringer Schichtdicke über nur wenig geneigte Flächen geführt wird. Die Verunreinigungen setzen sich zum einen auf den geneigten Flächen ab und zum anderen können flüchtige Anteile aus dem Wasser austreten und durch entsprechende Auffangmittel aufgefangen und abgeführt werden. Die Reinigung kann auf geringem Raum durchgeführt werden, wenn die geneigten Flächen übereinander angeordnet sind.Surprisingly, it is possible to separate the contaminants from the water if the water is passed over slightly inclined surfaces at a low flow rate and in a thin layer. The contaminants settle on the inclined surfaces and volatile components can escape from the water and be collected and removed by appropriate collecting agents. Cleaning can be carried out in a small space if the inclined surfaces are arranged one above the other.

Mit einer Absaugung können flüchtige Verunreinigungen, die sich durch die extreme Verteilung des Wassers und dessen Durchmischung aus letzterem ausscheiden, abgesaugt werden. Durch den Aufstau des Wassers an der tiefliegenden Kante der Ausscheidewanne kann dessen Verweildauer und Fliessgeschwindigkeit vermindert und dadurch die Ausscheidung und Ablagerung der Verunreinigungen erhöht werden. Verunreinigungen, die nicht auf der Bodenfläche haften, werden an der unteren Begrenzungswand zurückgehalten. Die übereinander angeordneten Ausscheidewannen ermöglichen es, auf einer sehr kleinen Grundfläche eine um ein vielfaches grössere Ausscheidefläche auszubilden. Durch den gegenseitigen horizontalen Versatz der übereinander angeordneten Ausscheidewannen kann das Wasser jeweils von der obenliegenden Ausscheidewanne in die darunterliegende gelangen, ohne dass zusätzliche Leitmittel nötig sind. Mit einer Struktur versehene Bodenflächen erhöhen die Verweilzeit des verunreinigten Wassers und bewirken eineWith a suction system, volatile contaminants that are separated from the water due to the extreme distribution and mixing of the latter can be sucked out. By damming the water at the low edge of the separation tank, its residence time and flow rate can be reduced, thereby increasing the separation and deposition of the contaminants. Contaminants that do not adhere to the floor surface are retained on the lower boundary wall. The separation tanks arranged one above the other make it possible to create a separation area that is many times larger on a very small floor area. Due to the mutual horizontal offset of the separation tanks arranged one above the other, the water can flow from the upper separation tank to the one below without the need for additional conducting agents. Floor surfaces provided with a structure increase the residence time of the contaminated water and cause a

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bessere Ausscheidung von Verunreinigungen aus dem Wasser. Sie bewirken weiter eine dauernde Durchmischung der dünnen, filmartigen Wasserschicht, so dass einerseits eine Oxydation von im Wasser enthaltenen Verunreinigungen und dadurch Ausfällung möglich wird, und andererseits flüchtige Verunreinigungen lange Gelegenheit haben, das verunreinigte Wasser zu verlassen.better removal of impurities from the water. They also cause a continuous mixing of the thin, film-like layer of water, so that on the one hand oxidation of impurities contained in the water and thus precipitation is possible, and on the other hand volatile impurities have a long opportunity to leave the contaminated water.

Die Ausscheidewannen sind lose auf Führungsschienen aufgelegt und können für die Reinigung aus dem Gehäuse herausgezogen werden. Es ist auch möglich, einzelne Ausscheidewannen während des Betriebes zu reinigen. Zusätzliche Filtermittel am tiefliegenden Ende der zuunterst liegenden Ausscheidewanne erlauben es, noch nicht abgelagerte oder aufschwimmende Verunreinigungen aus dem Wasser zu entfernen, bevor dieses die Anlage verlässt.The separating trays are loosely placed on guide rails and can be pulled out of the housing for cleaning. It is also possible to clean individual separating trays during operation. Additional filter media at the deep end of the lowest separating tray allow impurities that have not yet settled or are floating to be removed from the water before it leaves the system.

Anhand illustrierter Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail using illustrated embodiments. They show:

Figur 1 eine Reinigungsanlage mit acht übereinanderFigure 1 a cleaning system with eight stacked

angeordneten Ausscheidewannen, Figur 2 einen Querschnitt durch die Anlage gemäss Figur 1, längs Linie II-II in Figur 1,arranged separation tanks, Figure 2 shows a cross-section through the system according to Figure 1, along line II-II in Figure 1,

Figur 3 eine Ausscheidewanne vergrössert dargestellt, Figur 4 eine weitere Ausgestaltung einer Ausscheidewanne, Figur 5 eine weitere Ausgestaltung einer AusscheidewanneFigure 3 shows an enlarged view of a separating tray, Figure 4 shows a further embodiment of a separating tray, Figure 5 shows a further embodiment of a separating tray

einzeln dargestellt,
Figur 6 eine perspektivische Darstellung des Einlaufs inshown individually,
Figure 6 is a perspective view of the inlet in

die Anlage,
Figur 7 eine perspektivische Darstellung des Auslaufs der Anlage,the attachment,
Figure 7 is a perspective view of the outlet of the system,

Figur 8 eine weitere Ausgestaltung des Auslaufs derFigure 8 shows a further design of the outlet of the

Anlage,
Figur 9 eine perspektivische Darstellung des Auslaufs mit einem eine Porenstruktur aufweisenden Filter.Attachment,
Figure 9 is a perspective view of the outlet with a filter having a porous structure.

Die in Figur 1 dargestellte Reinigungsanlage 1 weist eine Mehrzahl, im dargestellten Beispiel acht Ausscheidewannen 3 auf, welche in einem Gehäuse 5 übereinander angeordnet sind. Das in strichpunktierten Linien dargestellte Gehäuse 5 weist eine rechteckige oder quadratische Grundfläche auf, an der sich mindestens zwei Stirnwände 7 vertikal anschliessen und die Ausscheidewannen 3 tragen. Anstelle von Stirnwänden 7 können auch vier die Ecken eines Kubus bildende Pfosten 9 eingesetzt sein (in gebrochenen Linien in Figur 2 angedeutet).The cleaning system 1 shown in Figure 1 has a plurality of, in the example shown eight, separating trays 3, which are arranged one above the other in a housing 5. The housing 5 shown in dash-dotted lines has a rectangular or square base, to which at least two end walls 7 are connected vertically and carry the separating trays 3. Instead of end walls 7, four posts 9 forming the corners of a cube can also be used (indicated in broken lines in Figure 2).

Die Ausscheidewannen 3 liegen leicht geneigt - z.B. in einem Winkel von 1 bis 3' - zur Horizontalen und weisen an den tiefliegenden Begrenzungswänden 11 Ausflussöffnungen 13 auf. Die Ausflussöffnungen 13 liegen in einem Abstand s zur Bodenfläche 15 der Ausscheidewannen 3. Zwei Seitenwände 17 schllessen an die Begrenzungswand 11 an. An der der Begrenzungswand 11 gegenüberliegenden Einlaufseite der Bodenfläche 15 kann auf eine Anbringung oder Ausbildung einer vierten Wand verzichtet werden, weil dieses Ende der Ausscheidewanne 3 höher liegt als dasjenige mit der Begrenzungswand 11. Die Oberfläche der Bodenfläche 15 kann glatt oder, wie in Figur 4 dargestellt, mit einer Struktur 19 versehen sein, welche die Verweildauer des kontaminierten Wassers in der Wanne 3 verlängert und zusätzlich eine laminare Strömung verhindert. Die Struktur 19 kann aus Rippen, Noppen, Aufrauhungen etc. bestehen. Bei Ausscheidewannen 3, welche aus Metall hergestellt sind, kann die Struktur 19 durchThe separating tanks 3 are slightly inclined - e.g. at an angle of 1 to 3' - to the horizontal and have outlet openings 13 on the low-lying boundary walls 11. The outlet openings 13 are at a distance s from the bottom surface 15 of the separating tanks 3. Two side walls 17 adjoin the boundary wall 11. On the inlet side of the bottom surface 15 opposite the boundary wall 11, it is not necessary to attach or form a fourth wall because this end of the separating tank 3 is higher than the one with the boundary wall 11. The surface of the bottom surface 15 can be smooth or, as shown in Figure 4, provided with a structure 19 which extends the residence time of the contaminated water in the tank 3 and also prevents laminar flow. The structure 19 can consist of ribs, knobs, roughenings, etc. In the case of separating trays 3 made of metal, the structure 19 can be

Prägen, Aufrauhen oder Aufbringen von Rippen, Noppen und dergleichen erzeugt sein. Bei Ausscheidewanne 3 aus Kunststoff können die Strukturen 19 direkt bei der Herstellung erzeugt werden.Embossing, roughening or the application of ribs, knobs and the like. If the separating tray 3 is made of plastic, the structures 19 can be created directly during production.

Die Ausscheidewanne 3 gemäss Figur 4 zeigt eine ablaufseitige Begrenzungswand 11 mit einer zacken- oder wellenlinienförmigen Oberkante 14, die an die Stelle der öffnung 13 tritt.The separation tank 3 according to Figure 4 shows a boundary wall 11 on the outlet side with a jagged or wavy upper edge 14, which takes the place of the opening 13.

In der Ausgestaltung der Ausscheidewanne 3 gemäss Figur 5 tritt anstelle der tiefliegenden auslaufseitigen Begrenzungswand 11 ein im unteren Bereich nach oben geknickter Bodenabschnitt 16. Das heisst in einem Abstand a vom tiefer liegenden Ende der Ausscheidewanne 3 ist im Boden 15 ein linsenförmiger Knick 21 angebracht, so dass die ausflusseitige Kante des Bodenabschnittes 16 bezüglich der Ebene der Bodenfläche 15 höher liegt und eine Überlaufkante 23 bildet, die anstelle der Wand 11 tritt.In the design of the separating trough 3 according to Figure 5, instead of the low-lying outlet-side boundary wall 11, there is a bottom section 16 bent upwards in the lower area. This means that at a distance a from the lower end of the separating trough 3, a lens-shaped bend 21 is provided in the bottom 15, so that the outlet-side edge of the bottom section 16 is higher with respect to the plane of the bottom surface 15 and forms an overflow edge 23 which takes the place of the wall 11.

Die in der Reinigungsanlage 1 zuoberst angeordnete Ausscheidewanne 3 kann an der der Begrenzungswand 11 oder der der Überlaufkante 23 gegenüberliegenden Seite einen Einlaufstutzen 25 aufweisen, durch welchen das verunreinigte Wasser zugeführt werden kann.The separation tank 3 arranged at the top in the cleaning system 1 can have an inlet nozzle 25 on the side opposite the boundary wall 11 or the overflow edge 23, through which the contaminated water can be fed.

Analog dazu ist unterhalb der mit Ausflussöffnungen 13 versehenen Begrenzungswand 11 der zuunterst liegenden Ausscheidewanne 3 eine Sammelwanne 27 angeordnet, in die das gereinigte Wasser fliessen und in welcher sich sedimentierbare Partikel ablagern können. Anstelle eines Wasserüberlaufes an der Kante 29 der Sammelwanne 27 kann selbstverständlich auch ein Auslaufstutzen 30 angebracht sein.Analogously, a collecting trough 27 is arranged below the boundary wall 11 of the lowest separating trough 3, which is provided with outflow openings 13, into which the cleaned water flows and in which sedimentable particles can settle. Instead of a water overflow on the edge 29 of the collecting trough 27, an outlet nozzle 30 can of course also be attached.

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AIs letzte Trenn- und Ausscheidestufe kann im Anschluss an die zuunterst liegende Ausscheidewanne 3 ein Filterblock 31 aus Vliesstoffen, Keramik, Kunststoffschaum, Kies, Sand, Aktivkohle oder Textilgewebe eingesetzt sein.As the last separation and separation stage, a filter block 31 made of nonwovens, ceramics, plastic foam, gravel, sand, activated carbon or textile fabric can be used following the lowest separation tank 3.

Die flüchtigen Verunreinigungen, z.B. Kohlenwasserstoffe, können dank der riesigen Oberfläche, welche das eingeleitete Wasser auf den Ausscheidewannen 3 aufweist, aus dem Wasser entweichen und werden durch eine in Figur schematisch dargestellte Absaughaube 37 abgesaugt und einer Rückgewinnungsanlage zugeleitet. Es ist auch möglich, die gesamte Reinigungsanlage innerhalb eines diese umschliessenden Raumes 39, in Figur 2 in gebrochenen Linien angedeutet, unterzubringen.The volatile contaminants, e.g. hydrocarbons, can escape from the water thanks to the huge surface area that the introduced water has on the separation tanks 3 and are sucked out by a suction hood 37 shown schematically in Figure 2 and fed to a recovery system. It is also possible to accommodate the entire cleaning system within a space 39 enclosing it, indicated in broken lines in Figure 2.

Die übereinander im Gehäuse 5 angeordneten Ausscheidewannen 3 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie für die Reinigung, d.h. zum Entfernen der abgelagerten Verunreinigungen, leicht aus dem Gehäuse 5 entnommen werden können. Zu diesem Zweck sind an den Stirnwänden 7, bzw. an den Pfosten 9 Führungsschienen 33 befestigt, auf denen die höher liegenden Kanten der Ausscheidewannen 3 aufliegen. Die tiefer liegenden Abschnitte der Ausscheidewannen 3 liegen auf entsprechend angeordneten Trägern 3 5 auf, welche die Ausscheidewannen abstützen und deren tiefer liegende Kanten in einem Abstand zu den darunterliegenden Bodenflächen 15 halten. Die Führungsschienen 33 und Träger 35 sind derart angeordnet, dass ein seitliches Einschieben der einzelnen Ausscheidewannen 3 jederzeit möglich ist. Dies kann sogar während des Betriebes erfolgen, da bei Fehlen einer der Ausscheidewannen 3 das überfliessende Wasser in die darunterliegende Wanne gelangen kann.The separating trays 3 arranged one above the other in the housing 5 are preferably arranged in such a way that they can be easily removed from the housing 5 for cleaning, i.e. for removing the deposited contaminants. For this purpose, guide rails 33 are attached to the end walls 7 or to the posts 9, on which the higher edges of the separating trays 3 rest. The lower sections of the separating trays 3 rest on correspondingly arranged supports 35, which support the separating trays and keep their lower edges at a distance from the floor surfaces 15 below. The guide rails 33 and supports 35 are arranged in such a way that the individual separating trays 3 can be pushed in sideways at any time. This can even occur during operation, since if one of the separation trays 3 is missing, the overflowing water can get into the tray below.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Reinigungsvorrichtung 1 erläutert. Mit einer Pumpe (nicht dargestellt) oder durch natürliches Gefalle wird beim Pfeil C (Figur 2) verunreinigtes Wasser auf die zuoberst liegende Ausscheidewanne 3 geleitet. Das eingeleitete Wasser verteilt sich über die gesamte Breite von beispielsweise 1,2m der beispielsweise 1,2m langen Ausscheidewanne 3 und fliesst gleichmässig verteilt, in Figur 2 nach rechts, zur tiefer liegenden Begrenzungswand 11. Während der Verweildauer des Wassers auf dem Weg zur tiefer liegenden Begrenzungswand 11 und vor dem Austritt aus der Öffnung 13 oder über der Oberkante 14, können flüchtige Verunreinigungen aus der grossen Oberfläche durch die dünne Schichtdicke des Wassers und durch die von der Struktur 19 verursachte Umwälzung austreten. Die nichtflüchtigen Verunreinigungen 8 lagern sich auf der Bodenfläche 15 der Ausscheidewanne 3 ab. Gröbere Verunreinigungen, welche bis an die tiefer liegende Begrenzungswand 11 gelangen, können dort sedimentieren und werden vom Wasser, das durch die Ausflussöffnungen 13 aus der Ausscheidewanne 3 wegfliesst, getrennt. Dieser Trenn- und Ausscheidevorgang wiederholt sich nun in allen folgenden, an die zuoberst angeordnete Ausscheidewanne 3 anschliessenden Ausscheidewannen 3. Je nach Verschmutzungsgrad des Wassers können mehr oder weniger Wannen 3 hintereinandergeschaltet werden. Es ist folglich möglich, in ein und derselben Anlage 1 den Trenn- und Ausscheidewirkungsgrad durch die Anzahl der Ausscheidewannen zu variieren.The function of the cleaning device 1 is explained below. Using a pump (not shown) or by natural gradient, contaminated water is directed to the topmost separating tank 3 at arrow C (Figure 2). The introduced water is distributed over the entire width of, for example, 1.2 m of the separating tank 3, which is 1.2 m long, and flows evenly distributed, to the right in Figure 2, to the lower boundary wall 11. While the water is on its way to the lower boundary wall 11 and before it exits the opening 13 or over the upper edge 14, volatile contaminants can escape from the large surface through the thin layer of water and through the circulation caused by the structure 19. The non-volatile contaminants 8 are deposited on the bottom surface 15 of the separating tank 3. Coarser impurities that reach the lower boundary wall 11 can settle there and are separated from the water that flows out of the separation tank 3 through the outlet openings 13. This separation and separation process is then repeated in all subsequent separation tanks 3 that follow the topmost separation tank 3. Depending on the degree of contamination of the water, more or fewer tanks 3 can be connected in series. It is therefore possible to vary the separation and separation efficiency in one and the same system 1 by changing the number of separation tanks.

Am ausflusseitigen Ende der zuunterst angeordneten Ausscheidewanne 3 können, falls dort ein Filterblock 31 angeordnet ist, innerhalb der Anlage nicht ausgeschiedene und/oder von der Flüssigkeit getrennte Verunreinigungen 8 zurückgehalten werden. Der Filterblock 31 lässt sich, wenn seine Filtrationswirkung nachlässt, auf einfache Art und Weise austauschen. Durch den Auslaufstutzen 30 kann das gefilterte Wasser entweder einer Wasseraufbereitungsanlage oder, je nach Reinigungsgrad, direkt einem Gewässer zugeführt werden.At the outlet end of the lowest separating tank 3, if a filter block 31 is arranged there, impurities 8 that have not been separated out within the system and/or separated from the liquid can be retained. The filter block 31 can be easily replaced when its filtration effect decreases. The filtered water can be fed through the outlet nozzle 30 either to a water treatment system or, depending on the degree of purification, directly to a body of water.

Die Reinigungsvorrichtung (1) besteht aus einer Mehrzahl übereinander angeordneter Ausscheidewannen (3), die leicht geneigt zur Horizontalen in einem Gehäuse (5) eingesetzt sind. Das zu reinigende Wasser wird der zuoberst liegenden Ausscheidewanne (3) zugeleitet und fliesst als dünne, filmartige Wasserschicht langsam von Ausscheidewanne (3) zu Ausscheidewanne (3). Durch die strukturierte Bodenfläche (15) wird die Verweilzeit des Wassers verlängert und gleichzeitig verhindert, dass eine laminare Strömung entsteht. Beim Durchfluss über die Bodenfläche (15) werden Feststoffe auf der Bodenfläche (15) abgelagert, und flüssige Verunreinigungen können nach oben entweichen und werden dort aufgefangen.The cleaning device (1) consists of a plurality of separating tanks (3) arranged one above the other, which are inserted in a housing (5) at a slight incline to the horizontal. The water to be cleaned is fed to the separating tank (3) located at the top and flows slowly as a thin, film-like layer of water from separating tank (3) to separating tank (3). The structured bottom surface (15) extends the residence time of the water and at the same time prevents a laminar flow from occurring. When flowing over the bottom surface (15), solids are deposited on the bottom surface (15) and liquid contaminants can escape upwards and are collected there.

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Claims

-9- Protection claims

1. Device for separating and separating impurities (8) from contaminated water, in which at least some of the impurities (8) are deposited on the bottom surface (15) of the separating trough (3) receiving the contaminated water, characterized in that the separating trough (3) has a bottom surface (15) arranged inclined to the horizontal with a water inlet on the highest edge of the bottom surface (15) and a water outlet on the side opposite the highest edge, with means for damming the water being attached on the outlet side.

2. Device according to claim 1, characterized in that the means for damming the water consist of a boundary wall (11) or of a bottom surface section (16) extending upwards at an acute angle from the bottom surface (15).

3. Device according to claim 2, characterized in that outflow openings (13) are provided in the boundary wall (11), which are at a distance (s) from the bottom surface (15), and/or that a jagged or wave-shaped upper edge (14) is formed.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the separating troughs (9) are arranged vertically one above the other, but horizontally offset with respect to the lowest side in a housing (5).

5. Device according to claim 4, characterized in that the horizontal displacement of the separating troughs (3) allows an outlet-side overflow of the water from the upper separating trough (3) to the inlet-side, highest-lying area of the bottom surface (15) of the lower separating trough (3).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bottom surface (15) has a structure (19) breaking the laminar flow of the water.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the separating trays (3) rest on guide rails (33) and supports (35) in the housing (5) for their cleaning and can be pulled out of the latter.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that filter means (31) for separating non-deposited or floating contaminants are arranged on the lowest and/or further separating trays (3) and/or that a suction hood (37) for sucking out volatile contaminants is mounted above the separating trays (3).