WO1991018659A1 - Verfahren und vorrichtung zur mechanischen abscheidung von feststoffen aus einem fluid - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur mechanischen abscheidung von feststoffen aus einem fluid Download PDF

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WO1991018659A1
WO1991018659A1 PCT/EP1991/000975 EP9100975W WO9118659A1 WO 1991018659 A1 WO1991018659 A1 WO 1991018659A1 EP 9100975 W EP9100975 W EP 9100975W WO 9118659 A1 WO9118659 A1 WO 9118659A1
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Reinhart von Nordenskjöld
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Nordenskjoeld Reinhart Von
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Definitions

  • the invention relates to a method for the mechanical separation of solids from a fluid, in particular for the purification of wastewater, in particular from municipal or industrial wastewater, the fluid containing solids being a drum-shaped rotary sieve set in rotation by a drive and having a part of its circumferential surface forms a boundary wall of an inlet basin, is supplied from the outside, the solids adhering to the dumbbell surface of the rotary screen and being lifted and carried away by the rotary screen, while the cleaned fluid passes through the openings of the rotary screen into its interior and is thus removed mechanically cleaned.
  • the invention also relates to a device for performing such a method.
  • the invention has for its object to improve the method of the type mentioned in such a way that a trouble-free mechanical cleaning of a fluid ensures independent of strong fluctuations in the amount and composition of the fluid containing solids and a significant increase in the separation of fine particles is made possible.
  • the method according to the invention is characterized in that the water level in the feed basin is regulated between a maximum and a minimum by changing the speed of rotation of the rotary screen, the minimum of the water level being set so high that the adhesive effect of the solids on the Dumbbell of the rotary screen is sufficient to take the solids on the jacket without a constantly rolling back sludge roll forming on the jacket and the maximum being set to such a value that there is no spillover.
  • the rotational speed of the rotary screen is used to optimally regulate the fill level in the inflow basin, and on the other hand such a fill level in the inflow basin is ensured that a sludge roller formation is prevented. This can be achieved, for example, if the fill level does not drop more than 20% of the radius of the rotary screen below the upper vertex of the roll shell.
  • the conditions depend on various factors, so the information is only an example.
  • This automatic regulation not only reliably prevents sludge roll formation, it also creates the possibility of building up an even filter aid layer. Since such a filter auxiliary layer is built up automatically, all operating states are included. In the event of strong fluctuations in the inflow volume, the control system can automatically take into account the different amounts of wastewater. There is also no need to provide an additional bypass circuit, as is required in known methods or devices, in order to prevent overflow via the rotary screen. In the method according to the invention, an overflow cannot take place either, since an increase in the amount of dirty water or dirt can be automatically taken into account by increasing the speed. It is therefore not necessary, for example, for a clarifier to be constantly opposed to operating the system.
  • Another advantage of the invention is that the automatic control means that a rotary screen of a certain size can be used for a large number of different needs.
  • this can be taken into account simply by increasing the speed of the rotary screen.
  • the water level is continuously regulated between a maximum and a minimum, the drive of the rotary screen being regulated at a higher speed when the maximum is reached and a reduction in the speed of rotation when decreasing until the minimum is reached.
  • the water level found as the optimal water level is regulated even if the water level drops below the maximum by a corresponding reduction in the number of rehearsals in order to achieve a maximum effect of the trapping layer .
  • the regulation takes place in an advantageous manner to form the trapping layer so that the minimum of
  • U initial speed of the rotary screen is designed so that the trapping layer that retains even the finest dirt particles forms on the outer surface of the rotary screen, and the maximum of the peripheral speed of the rotary screen is designed so that that the catch layer does not tear off even at this peripheral speed, but in no case spills over the sieve.
  • This trapping layer which mainly also retains sand, is formed in that the larger parts and particles that have already been separated act as filters for the smaller dirt particles, so that the trapping layer can also be used to separate grain sizes that are smaller than the openings in the rotary sieve . These small particles in many wastewater - usually all municipal wastewater - are primarily free sand.
  • a device for carrying out the method is characterized in that the device comprises a control device which, for controlling the water level to a certain value or to a certain value range, has at least one
  • Has water level sensor which is operatively connected to the drive of the rotary screen in the sense of a reduction or increase in the speed of the rotary screen.
  • the device thus equipped with a control device has the great advantage that it can be used for systems of different sizes because the speed of the drive of the rotary screen is within wide limits is variable. In spite of different throughput rates or strong fluctuations in the dirt that is fed in, an optimal cleaning effect is always achieved because the fill level in the feed tank can be adjusted to an optimal value.
  • the control device can be designed as a single-point control or as a two-point control.
  • a sensor can be used.
  • pressure-sensitive membrane sensor can be arranged in the area of the inlet basin, which allows a conclusion to be drawn about the water level from the membrane deflection.
  • the motor of the rotary screen can then be controlled with this membrane sensor.
  • a hydraulic motor which can be regulated easily and over a wide range or a frequency-controlled electric motor is preferably used to drive the rotary screen.
  • Such a motor can work practically without problems and is particularly adapted to the special conditions in the wet area. It is also particularly suitable for use in the inlet area of a sewage plant to be protected against gas explosion.
  • electrical or other drive motors can also be used with a correspondingly higher encapsulation effort.
  • a pressure roller which is acted on the circumferential surface and adheres to the solid layer there is arranged. This pressure roller smoothes out the solid layer or trapping layer and squeezes the water content out of the trapping layer. If it is sealed at the side, it also allows a higher water level in the inlet basin, which leads to a larger usable area of the sieve.
  • the pressing can also be carried out using a belt guided over rollers.
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • Figure 2 shows a variant in which a press belt is used instead of a pressure roller.
  • the device generally has a rotating screen 1 rotating about an approximately horizontal axis A, the outer surface of which is provided with openings which, for example, have a gap distance of approximately 1 mm.
  • a self-cleaning slotted sieve with wedge-shaped inwardly widening sieve holes is preferably used as the sieve, as is known per se in the prior art.
  • the roller-shaped rotary screen 1 is rotated with the help of the motor M in the direction of the arrow P.
  • the rotary screen 1 forms with part of its circumferential surface a lateral boundary wall of the inlet basin 2 which is fed through an inlet 3 with dirty water containing coarse dirt particles.
  • a sensor 5 is arranged, which can be designed, for example, as a membrane sensor and determines the pressure of the water column formed by the wastewater in the inlet basin 2; the level can then be measured via the pressure.
  • the signal from sensor 5 is given to a controller 6, which controls the speed of the motor M depending on the measured level signal and thus the speed of the sieve 1.
  • a motor is used as the motor M, which can be changed over a wide range, for example, over a ratio of 1:20 continuous speed.
  • a hydraulic motor is particularly suitable for this.
  • the senor 5 can be a membrane sensor, but any type of sensor can be used, as far as this makes it possible to carry out a level measurement. It is also possible to work with two sensors, which allow the maximum and minimum fill level to be recorded.
  • the system is put into operation in that when a certain fill level is reached, the sensor 5 emits a signal that sets the motor M in motion, via the sensor 5 and the control device 6, the speed of the rotary screen 1 is now controlled so that the Level F is so high that it extends as far as possible to the overflow point 13.
  • the fill height FH measured in the inlet tank 2 from an imaginary line at the height of the axis A upwards (see F H in the drawing) should be at least 80% of the radius r of the rotary sieve. This measure represents the minimum fill level F g which ensures reliable trapping layer formation and also prevents the formation of a sludge roller which rolls back again and again.
  • the sludge particles are reliably entrained with the roller jacket due to their adhesive action, and then pressed out by the pressure roller 7, forming the trapping layer.
  • the rotary screen 1 Due to the high level, the rotary screen 1 also forms over the circumference of the Rotary sieve, which serves as a boundary wall of the inlet basin 2, a catch layer, which has the consequence that even smaller particles than the actual sieve diameter of a sieve hole can be intercepted, in particular, sand can also be cleaned reliably.
  • the optimal trapping layer formation is favored by the fact that, due to the high water level, a hydrostatic pressure leads to the particles being pressed onto the screen surface, which considerably improves the cleaning effect compared to systems which work with a lower fill level.
  • the maximum speed of rotation of the rotary screen is designed so that the trapping layer does not tear off even at the maximum peripheral speed of the rotary screen, or is retained as far as possible in accordance with the ratio of water quantity to contents.
  • the waste water pushes through the trap layer and flows through the breakthroughs of the rotary screen, whereby, as explained, the solids adhere to the outer surface or the catch layer of the rotary screen 2 and participate in the rotation of the rotary screen, i.e. can then be lifted together with the lateral surface, conveyed over the apex 13 of the rotary screen 2 and finally thrown into the discharge conveyor 11, 12 according to the arrow.
  • the wastewater 14 passing through the sieve and entering the inside of the rotary sieve 1 is then freed to a large extent from solids up to the sand grain size. occurs under the force of gravity to the lower apex of the rotary screen and there at the location of the arrow 14 out of the rotary screen. At this exit the openings in the rotary screen, ie the screen holes, are automatically cleaned.
  • This water 14 can then be fed to a further purification, for example a biological purification stage.
  • the device according to the invention and the method according to the invention brings with it, in addition to the detailed explanation of the reliable formation of the auxiliary filter layer, many other advantages.
  • the system can be operated completely independently without the need for an operator to monitor the system.
  • the device is able to process large shock loads with regard to high intake water quantities occurring in bursts by automatically increasing the speed of the rotary sieve accordingly.
  • the device can be used as a pre-cleaning stage in a wide variety of sewage treatment plants without a specific length selection having to be made. No length adjustment and selection of a rotary screen of a certain length is necessary because the different protective water quantities can be taken into account by changing the speed accordingly.
  • the seal 15 can also be designed as a spring-loaded, roller-shaped seal in a specific embodiment, so that it takes over the function of a combined sealing and press roll.
  • Dor is not used to press out a spring-loaded roller corresponding to the pressure roller 7, but rather an endless belt 17 guided over two rollers 18 and 19, the two deflection rollers 18 and 19 being arranged vertically such that the belt is under tension on the peripheral surface of the rotary screen is applied and squeezes out the cake or the solid layer.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum mechanischen Abscheiden von Feststoffen aus einem Fluid, insbesondere zur Reinigung von Abwasser. Dabei wird das Abwasser durch ein walzenförmiges Drehsieb geführt, wobei Feststoffteilchen auf dem Außenmantel des Drehsiebs zurückgehalten werden. Erfindungsgemäß wird der Wasserstand in einem Zulaufbecken durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Drehsiebs zwischen einem Maximum und einem Minimum geregelt, wobei das Minimum des Wasserstands so hoch eingestellt wird, daß die Haftwirkung der Feststoffe auf dem Mantel des Drehsiebs ausreicht, um die Feststoffe auf dem Mantel mitzunehmen, ohne daß sich auf dem Mantel eine ständig zurückrollende Schlammrolle bildet. Das Maximum wird auf einen solchen Wert geregelt, daß kein Überschwappen stattfindet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur aechanischen Abscheidung von
Feststoffen aus einea Fluid
iS -CJlE≤JJlJiQS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Abscheidung von Feststoffen aus einem Fluid, insbesondere zur Reinigung von Abwasser, insbesondere von kommunalem oder von Industrieabwasser, wobei das Feststoffe enthaltende Fluid einem durch einen Antrieb in Drehung versetzten, walzenförmigen Drehsieb, das mit einem Teil seiner Umfangsf lache eine Begrenzungswand eines Zulaufbeckens bildet, von außen zugeleitet wird, wobei die Feststoffe auf der Hantelfläche des Drehsiebε haften und vom Drehsieb gehoben und mitgenommen werden, während das gereinigte Fluid durch die Durchbrüche des Drehsiebs in dessen Innenraum gelangt und so mechanisch gereinigt abgezogen wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren und Vorr chtungen zur Durchführung solcher Verfahren sind im Stand der Technik bekannt. Es ergeben sich bei solchen Verfahren erhebliche Probleme, wenn die Menge des zuströmenden Fluids, das im folgenden als Abwasser bezeichnet wird, sowie wie die Menge und die Zusammensetzung der im Abwasser befindlichen Stoffe sich innerhalb kurzer Zeiträume wie Sekunden, Minuten oder aber auch im Verlaufe eines Tages erheblich ändert, wie dies beispielsweise bei kommunalen oder auch industriellen Abwässern im hohen Maße der Fall ist.
Es hat sich gezeigt, daß bei bekannten Verfahren die öualität der Reinigungswi riung stark schwankt und häufig nangelhaft ist, wobei das Drehsieb auch häufig gestörte Trennfunktion aufweist und auch verstopfen kann. Wie sich gezeigt hat, ist eine der häufigen Funktionsstörungen darauf zurückzuführen, daß sich auf der Hantelfläche des Drehsiebs allmählich eine walzenförmige Schlammrolle ausbildet, die sich aus der bereits abgetrennten Siebgutschicht speist und die inner wieder zurückrollt und dabei so stark anwachsen kann, daß die Haschine abgestellt werden muß. Eine andere häufige Störung besteht im "überschwappen" des Siebs, d.h. des Überschießens des Zulaufs über die Sieboberkante z.B. bei plötzlichem Anstieg der Wassermenge oder bei extremem Anstieg der Verschmutzung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß eine störungsfreie mechanische Reinigung eines FLuids unabhängig von starken Schwankungen bezüglich der Menge und Zusammensetzung des feststoffhaltigen Fluids gewährleistet und eine deutliche Steigerung der Abtrennung von Feinteilchen ermöglicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstand im Zulaufbecken durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Drehsiebs zwischen einem Maximum und einem Minimum geregelt wird, wobei das Minimum des Wasserstandes so hoch eingestellt wird, das die Haftwirkung der Feststoffe auf dem Hantel des Drehsiebs ausreicht, um die Feststoffe auf dem Mantel mitzunehmen, ohne daß sich auf dem Mantel eine ständig zurückrollende Schlammrolle bildet und wobei das Maximum auf einen solchen Wert gelegt wird, daß kein überschwappen stattfindet. Nach den erfindungsgemäßen Merkmalen wird zum einen die Drehgeschwindigkeit des Drehsiebε dazu herangezogen, die Füllstandshöhe im Zulaufbecken optimal zu regeln, und es wird zum anderen ein derartiger Füllstand im Zulaufbecken sichergestellt, daß eine Schlammrol lenbi Idung verhindert wird. Dies kann z.B. erreicht werden, wenn die Füllstandshöhe nicht weiter als 20% des Radius des Drehsiebs unter den oberen Scheitelpunkt des Walzenmantels absinkt. Die Bedingungen hängen allerdings von verschiedenen Faktoren ab, so daß die Angabe nur als Beispiel zu werten ist.
Mit dieser automatischen Regelung kann nicht nur zuverlässig eine Schlammrollenbildung verhindert werden, vielmehr wird auch die Möglichkeit geschaffen, eine gleichmäßige Filterhilfsschicht aufzubauen. Da eine solche Filterhilfsschicht automatisch aufgebaut wird, sind alle Betriebszustände mit umfaßt. Bei starken Schwankungen der Zulaufmenge kann die Regelung automatisch dem unterschiedl chen Abwasseranfall Rechnung tragen. Es entfällt auch die Notwendigkeit, eine zusätzliche Bypaßschaltung vorzusehen, ie sie bei bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen erforderlich ist, um ein überlaufen über das Drehsieb zu verhindern. Beim er indungsgemäßen Verfahren kann auch ein überlaufen nicht erfolgen, da durch Erhöhung der Drehzahl einem erhöhten Anfall von Schmutzwasser oder Schmutz automatisch Rechnung getragen werden kann. Es braucht deshalb be spielsweise kein Klärwärter zum Betrieb der Anlage ständig zu gegen sein.
Ein weiterer sehr großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß für alle im praktischen Betrieb auftretenden Fälle das Maximum des Füllstands so gewählt werden kann, daß immer eine optimale Ausnützung der maximal möglichen Siebfläche gewährleistet ist. Das heißt die Siebfläche kann bis kurz vor dem überschwappunkt bedeckt sein, d.h. zu 80% - 95% der Fläche vor dem Überlaufpunkt kann als wirksame Siebfläche ständig ausgenutzt werden. Dies ermöglicht eine gleichbleibende Reinigungsqualität unabhängig vom Abwasseranfall bzw. Schmutzanfal l.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch die automatische Regelung ein Drehsieb einer bestimmten Größe für eine große Anzahl unterschiedlichster Bedarfsfälle eingesetzt werden kann.
Bei derartigen Verfahren nach dem Stand der Technik ist es dem gegenüber erforderlich, beipie Iswei se mit mehreren kleineren und teueren Drehsieben nebeneinander zu arbeiten, wenn die Wassermenge bzw. Reinigungskapazität erhöht werden soll, wie z.B. beim Ausbau einer Industrieanlage , wobei ein regelbares Sieb wsentlich preiswerter ist.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann dem einfach durch Erhöhen der Drehzahl des Drehsiebs Rechnung getragen we rden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Wasserstand kontinuierlich zwischen einem Maximum und einem Minimum geregelt, wobei bei Erreichen des Maximums der Antrieb des Drehsiebs zu einer größeren Geschwindigkeit und beim Absinken bis zum Erreichen des Minimums zu einer Verringerung der Drehgeschwingkeit geregelt wird. Mit diesen Maßnahmen wird ein Bereich optimaler Siebung bzw. Filterung ausgeregelt, und gleichzeitig die Schlammrollenbildung zuverlässig verhindert wird, wobei die Regelung dann als Zweipunktreglung (Maximum / Mininum) ausgelegt ist. Bei zunehmender Menge und/oder Verschmutzung steigt der Wasserstand im Zulaufbe reich bis zu dem vorgegebenen Maximum an, das so ausgelegt ist, daß das Abwasser noch nicht über das Sieb hinweglaufen kann. Durch eine Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit des Drehsiebs kommt mehr freie Siebfläche pro Zeiteinheit zum Einsatz, wodurch die Durchflußmenge pro Zeiteinheit erhöht wird bzw. mehr Schmutz durch das Sieb abtransportiert wird. Der Wasserstand im Zulaufbecken sinkt nach Abflauen der Stoßbelastung wieder, so daß die Drehzahl gemindert wird, um die maximal mögliche Siebfläche aufrecht zu erhalten. Der Extremfall eines kritischen unteren Wertes bei dem die walzenförmige Ausbildung des angesa mtelten Schmutzes und Schlammes beginnt, wobei die Walze immer wieder zurückrollen würde, und der Schmutz somit nicht aus dem Zulaufbecken gelangen würde, wird gar nicht erst erreich. Durch das entsprechend hohe Anordnen des minimalen Wasserstands wird nämlich die Umlau geschwindigkeit des Drehsiebs so früh reduziert, daß der Wasserstand im Zulaufbecken nie in den Bereich des kritischen unteren Wertes absinken kann.
Wenn die Regelung in der Art einer E i npunkt rege Lung im Bereich des Maximums ausgebildet ist, so wird bereits bei einem geringen Absinken des Wasserstands unter das Maximum durch entsprechende rehzahlminderung der als optimaler Wasserstand herausgefundene Wasserstand eingeregelt, um eine maximale Wirkung der Fangschicht zu erzielen. Die Regelung geschieht in vorteilhafter Weise zur Ausbildung der Fangschicht so, daß das Minimum der
U fangsschwindigkeit des Drehsiebs so ausglegt wird, daß sich auf der Mantelfläche des Drehsiebs die auch feinste Schmutzteilchen zurückhaltende Fangschicht möglichst großflächig bildet und wobei das Maximum der Umfangsgeschwindigkeit des Drehsiebs so ausgelegt wird, daß die Fangschicht auch bei dieser Umfangsgeschwindigkeit nicht abreißt, auf keinen Fall jedoch das Sieb überschwappt. Diese Fangschicht, die vor allem auch Sand zurückhält, wird dadurch gebildet, daß die bereits abgetrennten größeren Teile und Teilchen als Filter für die kleineren Schmutzteilchen wirken, so daß mit Hilfe der Fangschicht auch Korngrößen ausgeschieden werden können, die kleiner sind als die Durchbrüche des Drehsiebs. Bei diesen kleinen Teilchen handelt es sich bei vielen Abwässern - in der Regel bei allen kommunalen Abwässern - vor allem um feien Sand. Dieser wird durch das erfindungsgemäße Verfahren in einem so hohen Maße mit abgeschieden, daß sich in der Regel sogar ein Sandfang, wie er in derartigen Anlagen mit denen solche Verfahren durchgeführt werden bf*sher üblich war, erübrigt, wodurch erhebliche Investitionskosten und ein großer Wartungsaufwand entfallen kann. Die Regelung kann selbstverständlich gedämpft erfolgen, damit nicht momentane Unruhen im Zulaufbecken - wie z.B. das Zuschalten einer Pumpe - zu unnötiger Regelung führen.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist eine er indungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Regeleinrichtung umfaßt, welche zur Regelung des Wasserstandes auf einen bestimmten Wert oder auf einen bestimmten Wertebereich wenigstens einen
Wasserstandssensor aufweist, der in Wirkverbindung mit dem Antrieb des Drehsiebs im Sinne einer Verringerung oder Erhöhung der Drehzahl des Drehsiebs steht.
Die so mit einer Regeleinrichtung ausgestattete Vorrichtung bietet den großen Vorteil, daß sie für Anlagen unterschiedlicher Größe eingesetzt werden kann, weil die Drehzahl des Antriebs des Drehsiebs in weiten Grenzen variabel ist. Trotz unterschiedlicher Durchsatzlei stungnen oder auch starker Schwankungen des zugeführten Schmutzes wird immer eine optimale Reinigungswirkung erzielt, we l der Füllstand im Zulaufbehälter auf einen optimalen Wert eingeregelt werden kann.
Die Regeleinrichtung kann als Einpunkt rege lung oder auch als Zweipunktregelung ausgebildet sein. Bei einer Ausbildung als Einpunkt rege lung kann als Sensor ein . druckempfindlicher Membranfühler im Bereich des Zulaufbeckens angeordnet sein, der aus der Membranauslenkung einen Rückschluß auf den Wasserstand zu ziehen erlaubt. Mit diesem Membranfühler kann dann der Motor des Drehsiebs gesteuert werden.
Als Antrieb des Drehsiebs wird bevorzugt ein leicht und in weiten Bereichen regelbarer Hydromotor oder ein frequenzgesteuerter Elektromotor eingesetzt. Ein solcher Motor kann praktisch störungsfrei arbeiten und ist insbesondere den besonderen Verhältn ssen im Naßbereich angepaßt. Außerdem eignet er sich besonders zum Einsat'z in dem gegen Gasexplosion zu schützenden Einlaufbereic einer Kläranlage. Natürlich können auch mit entsprechend höherem Kapεelungsaufwand elektrische oder auch andere Antriebsmotoren eingesetzt M_erden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß oberhalb des Maximums des Wasserstands eine auf die Umfangsf lache und die dort haftende Feststoffschic ht beaufschlagte Andruckrolle angeordet ist. Diese Andruckrolle vergleichmäßigt die Feststoffschicht bzw. Fangschicht und presst den Wassergehalt aus der Fangschicht aus. Wird sie seitlich abgedichtet, gestattet sie auch einen höheren Wasserstand im Zulaufbecken, was zu größerer Nutzfläche des Siebes führt. Auch kann die Abpressung mit einem über Rollen geführten Band erfolgen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert und beschrieben.
Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer
Seitenansicht einer erf ndungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2 zeigt eine Variante, bei der anstelle einer Druckrolle ein Preßband verwendet wird.
Die Vorrichtung weist ein in der Regel um eine etwa horizontale Achse A umlaufendes Drehsieb 1 auf, dessen Mantelfläche mit Durchbrüchen versehen ist, welche be spielsweise einen Spaltabstand von etwa 1 mm aufweisen. Als Sieb wird bezüglich der Spaltform bevorzugt ein selbstreinigendes Spaltsieb mit keilförmig sich nach innen erweiternden Sieblöchern verwendet, wie das an sich im Stand der Technik bekannt ist.
Das walzen örmige Drehsieb 1 wird mit Hilfe des Motors M in Pfeilrichtung P in Drehung versetzt.
Wie die Figur zeigt bildet das Drehsieb 1 mit einem Teil seiner Umfangsf lache eine seitliche Begrenzungswand des Zulaufbeckens 2 das durch einen Zulauf 3 mit feine und grobe Schmutzpartikel enthaltendem Schmutzwasser beschickt wird. Im Bereich der Seitenwand 4 des Zulaufbeckens ist ein Sensor 5 angeordnet, der beispielsweise als Membranfühler ausgebildet sein kann und den Druck der durch das Abwasser in dem Zulaufbecken 2 gebildeten Wassersäule ermittelt, über den Druck kann dann oer Füllstand gemessen werden. Das Signal des Sensors 5 wird an einen Regler 6 gegeben, der die Drehzahl des Motors M abhängig von dem gemessenen Füllstandssignal und damit di Drehzahl des Siebes 1 regelt. Im Bereich oberhalb des zulässigen Maximums des Füllstands F- ist eine schematisc angedeutete Andruckrolle 7 angeordnet, die durch eine Feder 8 beaufschlagt gegen die gebildete Fangεchicht 9 gedrückt wird und so diese Fangschicht vorab auspresst. Gegenüberliegend des Zulaufbeckens 2 ist eine Abschabeinrichtυng 10 angeordnet, die die Fangschicht 9 vom Drehsieb ablöst sodaß diese Fangschicht dann in einen darunter angeordneten Auffangbehälter 11 fallen kann, von wo aus εie beispielsweise verdichtet mittels des Kolbens 12 dann zur weiteren Ablage wegbefördert wird.
Als Motor M wird ein Motor eingeεetzt, der in weiten Bereichen beispielswe se über einen Ver ältnisbereic von 1 : 20 kontinuierl c drehzahl eränderbar ist. Ein Hydromotor iεt hierfür beεonderε geeignet. Natürlich ist es auch möglich mit anderen Motoren zu arbeiten, die die Möglichkeit bieten, mit über breite Bereiche veränderbare Drehzahlen zu arbeiten.
Der Sensor 5 kann wie erwähnt ein Mem ran ü ler sein, es iεt jedoch jede Art von Sensor einsetzbar, soweit es dadurch ermöglicht ist, eine Füllstandsmessung durchzu ühren. Dabei kann auch mit 2wei Sensoren gearbeitet werden, die es erlauben, den maximalen und den minimalen Füllstand zu erfassen.
Mit der schematisch dargestellten Vorrichtung kann nun erf ndungsgemäß eine mechanische Vorreinigung stark verschmutzten Abwassers wie folgt durchgeführt werden:
Im Stillstand der Anlage befindet sich kein zu reinigendes Schmutzwasser in dem ZulaufbehäIter 2. Nach Einlauf des t o
Schmutzwassers wird die Anlage dadurch in Betrieb genommen, daß bei Erreichen einer bestimmten Füllhöhe der Sensor 5 ein Signal abgibt, das den Motor M in Gang setzt, über den Sensor 5 und die Regeleinrichtung 6 wird die Drehzahl des Drehsiebs 1 nun so gesteuert, daß der Füllstand F so hoch ist, daß er möglichst weit bis an den Überlaufpunkt 13 hin reicht. In Prozentzahlen ausgedrückt sollte die Füllhöhe FH, die im ZulaufbehäIter 2 von einer gedachten Linie auf der Höhe der Achse A ab nach oben gemessen ist (siehe FH in der Zeichnung) mindestens 80% des Radiuses r des Drehsiebs betragen. Dieses Maß stellt denjenigen minimalen Füllstand Fg dar, der eine zuverlässige Fangschichtausbi Ldung sicherstellt und, außerdem die Bildung einer immer wieder zurückrollenden Schlammwalze verhindert. Bei der Regelung des Füllstands auf diesen hohen Wert werden die Schlammte lchen unter Bildung der Fangschicht zuverlässig aufgrund ihrer Haftwirkung mit dem Walzenmantel mitgerissen und dann durch die Andrückrolle 7 ausgepresst.
Wenn nun plötzlich ein starker Abwasseran all auftritt so steigt der Füllstand F im Zulaufbehälter 2 an. Damit einher geht eine Druckerhöhung, die von dem Sensor 5 erfaßt wird. Der Sensor 5 gibt dieses Signal an die Regeleinrichtung 6 weiter, die dann entsprechend die Drehzahl des Motors M und damit die Drehzahl des Drehsiebε 1 erhöht, was zur Folge hat, daß das Drehsieb pro Zeiteinheit eine größere Siebfläche zur Verfügung stellt. Wenn umgekehrt der Schmutzwasseranfall geringer wird so wird über die Regeleinrichtung 6 der Motor im Sinne einer Verlangsamung der Drehzahl des Drehsiebs 1 beaufschlagt so daß innerhalb weiter Grenzen eine konstante Füllhöhenregelung des Füllstandes F_ auf einen optimalen Wert möglich ist. Durch den hohen Füllstand bildet sich auch auf dem Drehsieb 1 auch über denjenigen Umfang des Drehsiebs, der als Begrenzungswänd des Zulaufbeckens 2 dient, eine Fangschicht aus, die zur Folge hat, daß auch kleinere Teilchen als dem eigentlichen Siebdurchmesser eines Siebloches entsprechend abgefangen können, insbesondere kann auch Sand zuverläsεig gereinigt werden. Die optimale Fangschichtbildung wird dadurch begünstigt, daß aufgrund des hohen Wasserstandes ein hydrostatischer Druck zu einem Anpressen der Teilchen auf die Siebfläche führt, was die Reinigungswirkung gegenüber Anlagen, die mit geringerem Füllstand arbeiten, wesentlich verbessert.
Wenn der Füllstand durch Ausbleiben von Abwaεεer unter einen beεtimmten Minimalwert abεinkt, so daß auch bei ganz langsamer Bewegung des Drehsiebs der optimale Füllstand F_ nicht mehr eingeregelt werden kann, so wird die Anlage ganz abgeschalten.
Die maximale Drehgeschwindigkeit des Drehsiebs wird dagegen so ausgelegt, daß die Fangschicht auch bei maximaler Umfangsgeschwindigkeit des Drehsiebs nicht abreißt bzw. entsprechend den Verhältnissen Wassermenge zu Inhaltssto fen maximal möglich erhalten bleibt.
Das Abwasser drückt durc die Fangschicht hindurch und strömt durch die Durc hbrüche_ des Drehsiebs, wobei, wie erläutert die Feststoffe auf der Mantelfläche bzw. der Fangschicht des Drehsiebs 2 haftenbleiben und die Drehung des Drehsiebs mitmachen, d.h. zusammen mit der Mantelfläche dann angehoben werden, über den Scheitelpunkt 13 des Drehsiebs 2 hinweggefördert und schließlich gemäß dem Pfeil in den Abförderer 11, 12 abgeworfen werden.
Das durch das Sieb hindurchtretende, in das Innere des Drehsiebs 1 gelangende Abwasser 14 das dann in hohem Maße von Feststoffen bishin zur Sandkorngröße befreit ist. tritt unter Schwerkraft zum unteren Scheitelpunkt deε Drehsiebs und dort etwa an der Stelle der Lage des Pfeileε 14 auε dem Drehεieb herauε. Bei dieεem Auεtritt werden die Durchbrüche im Drehεieb, d.h. die Sieblöcher, automatisch gereinigt. Dieses Wasεer 14 kann dann einer weiteren Reinigung beispielsweise einer biologischen Reinigungsstufe zugeführt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren, gemäß dem eine Füllstandsregelung auf einem relativ hohem Füllstand F_ automatisch durchgeführt wird bringt außer dem ausführlich erläuterten Vorteil der zuverlässigen Bildung der F lterhilfsschicht noch sehr viele weitere Vorteile mit sich. Die Anlage kann völlig selbstständig arbeiterT, ohne daß eine Bedienungsperson zur Überwachung der Anlage erforderlich ist. Die Vorrichtung ist in der Lage große Stoßbelastungen im Hinblick auf stoßweiεe auftretende, hohe Zulaufwassermengen zu verarbeiten, indem die Drehzahl deε Drehsiebε entsprechend automatisch erhöht wird. Die Vorrichtung kann ohne daß eine bestimmte Längenvorauswah-l getroffen werden muß, bei den unterschiedlichsten Kläranlagen als Vorreinigungsstufe eingesetzt werden. Es ist keine Längenanpasεung und Auεwahl eineε Drehεiebs einer bestimmten Länge notwendig, weil den unte rschied l i c hsten_ Sch utzwasse rmengen durch entsprechende Drehzahländerung Rechnung getragen werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist des weiteren in der Regel keine Bypaßleitung erforderlich, die bei Anlagen nach dem Stand der Technik vorgesehen sind, da bei der Erfindung die Vorrichtung durch Erhöhen der Drehzahl des Drehsiebs auf erhöhte Schmutzwaεεerzufuhr reagiert, während dieε bei Anlagen nach dem Stand der Technik nicht oder nur in ungenügendem Maße möglich iεt. In der Zeichnung ist noch eine alternative Ausführungs orm gestrichelt angedeutet, wobei die Seitenwände 4a und 4b des Zulaufbehä Iters über den oberen Scheitelpunkt 13 hinausgezogen sind, so daß das Drehεieb 1 Teil des Bodens deε Zulau behä Iters 2 bildet. An der in der Zeichnung linken Seitenwand 4b ist am unteren Ende eine Dichtung 15 angebracht, die ein Auslaufen von Wasser verhindert. Auch bei dieser Variante, die dann mit einem wesentlich höhere Füllstand F gefahren werden kann, wird eine automatische Regelung des Füllstandε durchgeführt. Eine Schlammwalzenbildung wird bei dieser Lösung dadurch verhindert, daß die Wand 4b zur Ablaufεeite hin bereits über dem Scheitelpunkt 13 deε Drehsiebs 1. liegt, so daß ein Zurückrollen einer Schlammwalze schon prinzipiell nicht möglich ist. Diese Variante eröffnet die Möglichkeit, mit einem so hohen Füllstand zu arbeiten, da aufgrund deε hydrostatischen Drucks ein Auspressen der Fangschicht stattfindet, so daß bereits nach dem Durchtreten der Fangεchicht unter der Dichtung 15 hindurc eine gut abgepresste Fangεchicht erhalten wird. Die Dichtung 15 kann bei einer konkreten Ausfü rungsform auch als federbeaufschlagte, walzenförmige Dichtung ausgebildert sein, so daß sie die Funktion einer kombinierten Dicht- und Preßwalze übernimmt.
Eine weitere Variante ist in der Figur 2 dargestellt. Dor wird zum Auspreεsen nicht eine ederbeaufschlagte Walze entsprechend der Andruckrolle 7 verwendet, sondern ein über zwei Rollen 18 und 19 geführtes Endlosband 17, wobei die beiden Umlenkrollen 18 und 19 höhenve rεetzt derart angeordnet sind, daß das Band unter Spannung an der Umfangε lache deε Drehsiebs anliegt und den Kuchen bzw. die FestStof εchicht auspreßt.

Claims

U
1. Verfahren zur mechanischen Abscheidung von Feststoffen aus einem Fluid, insbesondere zur Reinigung von Abwasser, insbesondere kommunalem oder Induεtrieabwasser, indem das Abwasser einem durch einen Antrieb in Drehung versetzten, walzenförmigen Drehsieb, das mit einem Teil seiner
Umfangsflache eine Begrenzungswand eines Zulaufbeckens bildet, von außen zugeleitet wird, wobei die Feststoffe auf der Mantelfläche des Drehsiebs haften, vom Drehsieb gehoben und mitgenommen werden, während das Wasser durch die Durchbrüche des Drehsiebs in dessen Innenraum gelangt und so mechanisch gereinigt abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstand im Zulaυfbecken durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Drehsiebε zwischen einem Maximum und einem Minimum geregelt wird, wobei das Minimum des Wasserstandes so hoch eingestellt wird, daß die Haftwirkung der Feststoffe auf dem Mantel des Drehsiebs ausreicht, um die Feststoffe auf dem Mantel mitzunehmen, ohne daß sich auf dem Mantel eine ständig zurückrollende Schlammrolle bildet und wobei das Maximum auf einen solchen Wert gelegt wird, daß kein > überschwappen stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstand zwischen dem Maximum und dem Minimum kontinuierlich derart geregelt wird, daß bei Erreichen des Maximums der Antrieb des Drehsiebs zu einer größeren Geschwindigkeit und beim Absinken des Abwasser bis zum Erreichen des Minimums zu einer Verringerung der Drehgeschwindigkeit geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet«, daß das Minimum der Umfangsgeschwindigkeit des Drehsiebs so ausgelegt wird, daß εich auf der Mantelfläche des Drehsiebes eine auch feinste Schmutzteilchen zurückhaltende Fangschicht maximal möglicher Flächenausdehnung bildet und daß das Maximum der Umfangsgeschwindigkeit des Drehsiebε so ausgelegt wird, daß die Fangschicht auch bei dieser Umfangsgeschwindigkeit nicht abreißt. '
4. Vorrichtung zur mechanischen Abscheidung von Feststoffen aus einem Fluid, insbesondere zur Reinigung von Abwasεer, insbesondere von kommunalem oder
Industrieabwaεser, mit einem Zulaufbecken, mit einem Drehsieb, daε mit einem Teil εeiner Umfangsf lache eine Begrenzungswand des Zulaufbeckens bildet und mit einem drehzahlveränderlichen Antrieb für das Drehsieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Regeleinrichtung (5, 6) umfaßt, welche zur Regelung des Waεserstands (Fg) auf einen bestimmten Wert oder auf einen bestimmten Wertebereich wenigstens einen Wasεer-εtandssensor (5) aufweiεt, der in Wirkverbindung mit dem Antrieb (M) deε Drehsiebs (1) im Sinne einer Verringerung oder Erhöhung der Drehzahl des Drehsiebs (1) steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (5, 6) als
Einpunktregeleinr chtung im Bereich des Maximums ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor (5) ein druckempfindlicher Membranfühler im Bereich des Zulaufbeckens (2) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb deε Drehsiebε (1) ein Hydromotor (M) vorgesehen ist, dessen Drehzahl über einen großen Regelbereich kontinuierlich veränderbar iεt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Drehsiebs (1) ein frequenzgeregelter bzw. frequenzgesteuerter Motor vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 - 7, durch gekennzeichnet, daß oberhalb des Maximum des Wasserstandeε (F_) eine auf die Umfangsf lache und die dort haftende FestStoffschi cht (9) beaufschlagte Andruckrolle (7) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle federbeaufschlagt ist.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ZulaufbehäIter (2) durch eine oberhalb des Drehεiebε verlaufende Wand (4b) nach oben über das Drehsieb hinaus vergrößert ist.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auspreεεen ein Endlosband (17) vorgesehen ist, mit zwei höhenve rεetzt zueinander angeordneten Umlenkrollen (18, 19) derart, daß daε Band unter Spannung an der Umfangεf lache deε Drehεiebε anl egt.
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