Vorrichtung zum Abtrennen von mit organischem Material verschmutztem anorganischem Material aus einer Flüssigkeit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtrennen von mit organischem Material verschmutztem anorganischem Material aus einer Flüssigkeit, insbesondere von organisch verschmutztem Sand von Kläranlagen, mit einem Behälter in Rundbauweiεe, der in seinem oberen Bereich eine zentrisch angeordnete Beschickungseinrichtung für die Einleitung der Flüssigkeit in den Behälter aufweist, mit einer im unteren Bereich des Behälters angeordneten Abzugseinrichtung für das anorganische Material und einer Einrichtung zur Abfuhr von organischem Material und der Flüssigkeit.
Insbesondere das Material, welches aus dem Sandfang von Kläran¬ lagen oder bei der Kanalreinigung aus dem Kanalnetz entnommen wird, oder auch Straßenkehricht, wie er von Kehrmaschinen aufge¬ nommen wird, enthält neben dem anorganischen Material in Form von Sand, Steinen u. dgl. oft erhebliche Anteile an organischem Material. Um das anorganische Material einer Deponie zuführen oder anderweitig wiederverwenden zu können, muß es bis zu gewissem Grade von dem organischen Material befreit werden, um einen kostengünstige Entsorgung durchführen zu können.
Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE 42 24 047 AI bekannt. Die Vorrichtung weist einen konzentrisch zu einer Vertikalachse ausgebildeten Behälter auf, der in seinem oberen Bereich eine zentrisch angeordnete Beschickungseinrich¬ tung besitzt. Die Beschickungseinrichtung weist eine Drall¬ kammer, ein Fallrohr und einen trompetenförmigen Diffuεor auf, so daß hier der Coanda-Effekt ausgenutzt wird. Die Vorrichtung ist in erster Linie darauf gerichtet, in Rundsandbecken sowie in Sandklassierern in Rundbauweiεe den Sand aus einem Flüssig- keits/Sand-Gemisch abzuscheiden. Der sich unter Schwerkraftein¬ wirkung im unteren Bereich des Behälters ansammelnde Sand wird über eine Abzugseinrichtung in Form einer Schneckenförderein¬ richtung ausgetragen. Da der Sand, insbesondere aus Kläranlagen, und das organische Material mehr oder weniger stark aneinander haften, wird ein Großteil des organischen Materiales zusammen mit dem Sand abgeschieden und ausgetragen. Nur sehr fein verteiltes organisches Material, welches in einen Schwimm- bzw. Schwebezustand gerät, gelangt in einen Überlauf des Behälters und wird zusammen mit der Flüssigkeit abgeführt.
Aus der Zeitschrift Korrespondenz Abwasser 1/94, Seiten 48 - 53 (Klinger, Barth "Entwicklung einer Sandrecyclinganlage für Kläranlagen") ist eine Sandrecyclinganlage bekannt, bei der eine Mehrzahl von einzelnen Anlagenteilen hintereinander geschaltet kombiniert werden. So wird zunächst das zu behandelnde Material einem Schwingsieb zugeführt, um die größeren Teile abzusieben.
In einem nachgeschalteten Aufstromklassierer wird das Material, welches das Schwingsieb passiert hat, mit Wasser aufgegeben, um organisches Material von der Sandfraktion abzutrennen. Die Auf¬ gabe erfolgt über einen Hydrozyklon in den Aufstromklassierer. Schließlic . wird ein Entwässerungssieb mit Unwuchtantrieb eingesetzt. Dieser rohrverfahrenstechnische Aufwand mag bei komplexen Trennaufgaben gerechtfertigt sein. Für die Behandlung von Sand aus Kläranlagen wird jedoch ein möglichst niedriger Aufwand und eine kostengünstige Arbeitsweise angestrebt. Die bekannte Anlage ist für relativ große Durchsatzmengen ausgelegt; die Übertragung und Anwendung auf kleinere Durchsatzmengen und/oder diskontinuierliche Betriebsweise bereitet Schwierig¬ keiten. Außerdem ist die Möglichkeit der Verarbeitung der für Kläranlagen spezifischen Sand/Wasser-Gemische nicht gegeben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, mit der beispielsweise ein mit organischem Material verschmutztes Sand/Wasser-Gemisch, wie es in Kläranlagen anfällt, so verar¬ beitet werden kann, daß das organische Material von dem anorga¬ nischen Material weitgehend getrennt wird, so daß das organische Material in der Kläranlage weiterbehandelt und das anorganische Material einer Wiederverwertung oder einer kostengünstigen Deponierung zugeführt werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies bei der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß zwecks Abtrennung des organiεchen Materials von anorganischem Material im unteren Bereich des Behälters eine fluidisierte Sandschicht vorgesehen ist, die durch eine über einen Lochboden verteilte und aufwärts¬ gerichtete Strömung in Bewegung gehalten ist, und daß ein Bypass für die Überführung eines Teils des Sandes der Sandεchicht in die im unteren Bereich des Behälters angeordnete Abzugεeinrich- tung vorgesehen ist.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine erheblich effektivere Trennung zwiεchen organischem und anorganischem Material durchzuführen. Zu diesem Zweck wird im unteren Bereich des Behälters eine fluidisierte Sandschicht als Wirbelεchicht aufrechterhalten, wobei die dadurch initiierte Bewegung der Sandkörner dazu führt, daß organisches Material von anorga¬ nischem Material abgelöst, zerkleinert und so nach oben ausgetragen wird, daß daε organische Material zusammen mit der Flüεεigkeit abgezogen werden kann. Das über die Beschickungsein¬ richtung eingebrachte, mit organischem Material verschmutzte Sand/Waεεer-Gemiεch wird insbeεondere unter Auεnutzung deε Coanda-Effektes in den Behälter aufgegeben, wobei die vertikale Drallεtrö ung in dem Fallrohr in eine weitgehend horizontale Drallεtrö ung überführt wird. Bereits diese beεondere Art der Beεchickung führt dazu, daß organiεcheε und anorganiεches Material gegeneinander bewegt werden. Aber auch bei einer normal ausgebildeten Beεchickungεeinrichtung gelangen Teilchen mit höherer Dichte und größere Teilchen vermehrt in den unteren Teil des Behälters, während kleine Teilchen mit einer relativ geringen Dichte bevorzugt der Strömung folgen und mit einer Einrichtung abgezogen werden, die einen Überlauf an dem Behälter bildet. Die fluidisierte Sandschicht wirkt auf organischeε Material so, daß dieses, sofern es an einem größeren Teilchen in die fluidisierte Sandschicht eingedrungen ist, aus dieser nach oben wieder herausgedrängt wird, so daß εich daε organiεche Material oberhalb der fluidisierten Sandschicht ansammelt, während das anorganische Material, also der Sand, in die fluidiεierte Sandschicht einwandert und dieεe verstärkt. Die Verstärkung bzw. Verdichtung der Sandschicht führt wiederum zu einem erhöhten Abreinigungεeffekt, εo daß hier eine selbεtver- stärkende Wirkung zu beobachten ist. Die fluidiεierte Sand- εchicht wird durch eine aufwärtεgerichtete Strömung in Bewegung gehalten, die über einen Lochboden verteilt über die Fläche austritt. Es entsteht ein Sandwirbelbett. Die Leerrohrgeschwin¬ digkeit des Aufεtromwaεεerε beträgt vorzugεweiεe 5 bis 15 m/h. Bedingt durch die hohe Dichte der Sandschicht scheiden εich alle
Stoffe mit geringerer Dichte, also insbesondere das orσanische Material auf der Sandschicht ab. Um die Sandschicht in ihrer Ausdehnungshöhe konstant zu halten, wird ein Teil des Sandes immer wieder abgezogen, was kontinuierlich oder auch diskonti¬ nuierlich geschehen kann. Der Bypasε dient z-ur Überbrückung deε Lochbodenε bzw. dazu, einen Teil des Sandes aus der Sandεchicht heraus in den unteren Bereich des Behälters zu überführen, um die Ausdehnungεhöhe der fluidiεierten Sandεchicht in etwa konεtant zu halten. Der Bypaεε ist gleichermaßen geeignet, auch relativ große Teilchen anorganischen Material, beiεpielsweiεe Steine, nach unten durchzulassen, so daß diese mit dem feinen anorganischen Material, dem Sand, zusammen ausgetragen werden können.
Der Behälter weiεt im Anεchluß an daε obere Ende der Auεdehnung der fluidiεierten Sandεchicht einen εich nach oben anεchließen- den Sammelraum für organischeε Material mit einem sich nach oben erweiternden Querschnitt auf. Von dem εich erweiternden Quer- εchnitt wird zumindest der untere Teil des Sammelraums der εich an die fluidiεierte Sandschicht nach oben anεchließt, erfaßt. Durch die Vergrößerung der Querschnittεflache bedingt nimmt die Strö ungεgeschwindigkeit des Aufstromwaεsers ab, so daß nur sehr fein zerkleinerte organische Teile in einen Schwimm- bzw. Schwebezuεtand geraten, während größere organiεche Teile nach unten abεinken und auf der fluidisierten Sandschicht weiter zerkleinert werden, bis auch sie nach oben aufschwimmen. Gleichzeitig verhindert die nach oben abnehmende Strömungs¬ geschwindigkeit daε Auf chwi men äußerst feiner Teilchen von anorganischem Material. Kleine Sandpartikel werden alεo nicht nach oben ausgetragen, sondern können nach unten abεinken. Zudem ist die Strömungsgeεchwindigkeit deε Aufstromwaεεerε direkt über dem Lochboden maximal, sofern der Behälter auch in dieεem Bereich die bereitε beεchriebene, εich nach oben koniεch erwei¬ ternde Form besitzt. Diese gleichmäßige kräftige Durchströmung im Bereich oberhalb des Lochbodens führt auch dazu, daß hier auch größere Steine in der fluidiεierten Sandεchicht in Bewegung
versetzt bzw. in Bewegung gehalten werden, bis sie in den Bereich des Bypasses eintreten und insoweit aus der Sandεchicht herausgenommen werden können. Eε iεt durchauε möglich, daß der Behälter von unten nach oben eine durchgehende εich konisch erweiternde Gestalt besitzt. Dies ist vorteilhaft, weil aufgrund der Gegebenheiten auf einer Kläranlage die Beschickung der Vor¬ richtung häufig mit einem Sand/Waεεer-Gemisch erfolgt, wobei der überwiegende Anteil aus Wasser besteht. Bedingt durch dieses große Volumen im oberen Teil des Behälters und aufgrund der besonderen Beschickungseinrichtung kann die Vorrichtung mit einer größeren Gemiεchmenge beεchickt werden, ohne daß sich die Verhältnisεe im Bereich der fluidiεierten Sandεchicht nachteilig ändern. Die Vorrichtung iεt auch unempfindlich gegenüber Schwankungen in der Durchεatzmenge. Sie kann kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden. Sie iεt für kleine und für große Durchflußmengen in entεprechender Auεlegung nutzbar. Der apparative Aufwand iεt relativ gering, jedenfalls verglichen mit bisher bekannten Anlagen. Hieraus resultiert auch eine preisgünstige Behandlung, wie sie im Bereich der Klärtechnik Vorausεetzung ist. Zudem wird das organische Material relativ sauber; es sind durchaus Größenordnungen erreichbar, bei denen dem anorganischen Material allenfalls 5 % oder noch weniger organischeε Material anhaftet, wenn eε aus der Austragεeinrich- tung ausgetragen wird.
Im Behälter kann ein Rührwerk vorgesehen sein, das Rührarme aufweist, die im unteren Bereich der fluidiεierten Sandschicht und/oder im unteren Bereich des Sammelraums umlaufend angeordnet sind. Der eine Rührarm befindet εich in unmittelbarer Nähe zum Lochboden und erfüllt zwei Funktionen. Er verhindert eine Kanalbildung im unteren Bereich der fluidisierten Sandεchicht und trägt dazu bei, daß die Sandεchicht auch hier gleichmäßig durchεtrö t wird. Sich zwischenzeitlich bildende Kanäle werden durch den Rührarm wieder zerstört. Zum anderen werden organiεche Beεtandteile, vor allem flächige Teile, wie Papier oder Blätter,
welche zufälligerweise bis in den unteren Bereich der fluidi- εierten Sandschicht eindringen, aufgehalten, durch die Bewegung des Rührarmes losgelöεt und mit dem Aufstromwaεser nach oben getragen. Der andere Rührarm befindet sich oberhalb der fluidisierten Sandεchicht im Anschluß an die Grenze zwischen Sandschicht und Sammelraum. Er lockert bei seiner Drehbewegung die εich über der Sandεchicht befindliche organiεche Masse, so daß dieεe aufgelockert und aufgeschwemmt wird, wodurch es neuem, von oben absinkendem Sand möglich wird, diese Schicht zu durch- εtoßen und in die fluidisierte Sandschicht einzuwandern. Die Rührbewegung führt εchließlich auch dazu, daß die organiεchen Beεtandteile in diesem Bereich mechanisch beansprucht und in ihrer Größe reduziert werden, so daß dieses organiεche Material mit der Flüεεigkeit auεgetragen wird.
In dem Behälter kann horizontal auεgerichtet eine Auflagerplatte mit geschlossener Oberfläche vorgesehen und einem Rührarm des Rührwerks zugeordnet sein. Es versteht εich, daß dieεe Auflager¬ platte nur einen Teil deε Querschnittes des Behälters in vertikaler Richtung verεperren darf. Die Anordnung dieεer Auflagerplatte wird jedoch dazu führen, daß εich auf dieser Auflagerplatte im Behälter absinkendeε anorganiεches Material, also Sand, auflagert. Der Rührarm wird in diesem sich auflagern¬ dem Sand, der gleichsam nicht Beεtandteil der fluidiεierten Sandεchicht iεt, umlaufen und dabei den Sand mechanisch beanspruchen, εo daß durch dieεe Reibebewegung eine beεonderε effektive Loslöεung von organiεche Material erfolgt. Durch die Drehbewegung deε Rührarmes wird gleichzeitig eine Förderwirkung ar-F den Sand erzielt, εo daß dieεer jeweilε über den Rand der £ agerplatte übertreten und in den Bereich der fluidisierten Sc -εchicht eintreten kann. Damit wird die Auflagerplatte immer wieder aufnahmefähig für weitereε, im Behälter abεinkendeε Material. Oberhalb der Auflagerplatte wird gleichεam eine mechanische Waεch- und Reinigungsstufe geschaffen.
Der Lochboden ist zweckmäßig doppelwandig ausgebildet. Er weist in εeiner nach oben gerichteten Wandung eine Vielzahl gleich¬ mäßig über die Fläche verteilt angeordneter Durchbrechungen auf. Seine untere Wandung iεt geεchloεεen auεgebildet. Alε Bypaεs kann ein den Lochboden in vertikaler Richtung durchεetzendes Rohr vorgesehen sein, welches inεbeεondere zentrisch im Loch¬ boden vorgesehen iεt. Das Rohr kann auch durch eine einfache Durchbrechung ersetzt sein, deren freier Querschnitt jedoch erheblich größer iεt alε die Vielzahl der verteilt angeordneten düεenartigen Durchbrechungen, durch die daε Aufεtromwaεser für die Fluidiεierung der Sandεchicht auεtritt. Der doppelwandige Lochboden iεt zur Erzeugung der aufwärtsgerichteten Strömung für die Fluidisierung der Sandεchicht an eine eine Pumpe aufweiεende Leitung für Flüεεigkeit angeεchlossen. Über die Regelung der Pumpe erfolgt die Einstellung der Ausdehnungεhöhe der Sand¬ εchicht. Die Durchbrechungen im Lochboden, aus denen das Aufεtromwaεεer auεtritt, können einen Durchmesser von 1 mm oder weniger aufweisen. Der freie Querεchnitt dieser Durchbrechungen liegt zwischen 1 und 10 % der geεamten Fläche deε Lochbodens. Der Lochboden kann auch mit einer Membram bedeckt sein, die Öffnungen aufweiεt, die nach Art von Rückεchlagventilen auεge¬ bildet εind, εo daß die Durchbrechungen nur dann offen εind, wenn auch Aufstromwasser über die Pumpe angeliefert wird. Für Stilεtandszeiten, in denen die Vorrichtung nicht betrieben wird, sinkt die Sandschicht auf den nunmehr auch auf εeiner Oberseite geschloεεenen Boden ab. Es wird ein Übertritt des Sandeε in daε Innere deε Lochbodenε verhindert.
In dem Behälter kann ein etwa zylindriεcher Einεatz vorgesehen sein, dem der Lochboden zugeordnet iεt und der zur Begrenzung der Ausdehnung der fluidiεierten Sandεchicht dient. Dieεer Einεatz kann auεwechεelbar auεgeεtaltet sein. Verschiedene Einsätze mit unterschiedlichen Durchmessern können wahlweise in ein und denselben unveränderten Behälter eingebracht werden, um auf diese Weise kostengünstig Vorrichtungen unterschiedlicher Größe bzw. für unterschiedliche Durchsatzmengen bereitzuhalten.
Wenn der Einεatz Zylinderform aufweist, ist die Ausεtrömge- schwindigkeit über seine Höhe unc !amit über die Ausdehnungεhöhe der fluidisierten Sandschicht kor.s--.ant. Der zylindrische Einsatz kann in besonders einfacher Ausgestaltung auch die Auflager¬ platte tragen, die in diesem Falle zweckmäßig ringförmig ausgebildet iεt.
Die fluidiεierte Sandεchicht kann bei den verεchiedenen aufge¬ zeigten Auεführungεformen eine Ausdehnur.gshöhe von etwa 20 bis 40 cm aufweisen, damit sichergestellt ist, daß auch größere organische Teilchen, die in den Bereich der fluidisierten Sandschicht eingedrungen sind, auch sicher zerkleinert und aus dieεer wieder nach oben auεgetragen werden.
In dem den Lochboden durchεetzenden Rohr kann ein Ventil und im Behälter im Anεchluß an die fluidiεierte Sandschicht eine Drucksonde vorgesehen sein, wobei das Ventil über die Drucksonde zum Konεtanthalten der Auεdehnungshöhe der fluidisierten Sand¬ schicht steuerbar ist. Auf diese Weise kann die Ausdehnungεhöhe der fluidiεierten Sandεchicht überwacht, geregelt und konstant gehalten werden. Der hydroεtatiεche Druck der fluidisierten Sandεchicht wird mittels der Drucksonde ge esεen. Ein Anεteigen deε Druckeε εignaliεiert ein Anwachεen der Sandεchicht, εo daß demgemäß daε Ventil in dem Rohr geöffnet bzw. mehr geöffnet werden muß und umgekehrt. Eε ist aber auch möglich, die Auεdehnungεhöhe der Sandschicht mit einem Füllεtandsrohr zu messen.
Der Lochboden kann mit einer rückspülenden Reinigungseinrichtung versehen sein, die zweckmäßig tangential am Lochboden angreift und mit der es möglich ist, durch Rückεpülung den in daε Innere deε Lochbodens eingedrungenen Sand herauszuführen.
Die ordnungsgemäße Funktion der Vorrichtung in den verεchiedenen Ausführungεformen hängt in starkem Maße von der Größenordnung der aufgegebenen organiεchen Bestandteile und der Beschickungε-
menge an Flüssigkeit ab. Mit zunehmender Beεchickungsmenge wird das sich auf dem Wirbelbett des Sandes ansammelnde organiεche Material zu einem immer größer werdenden Anteil mit der Flüεεig¬ keit aus dem Behälter ausgetragen. Andererseitε wird εich bei geringer hydrauliεcher Belaεtung daε organiεche Material im Behälter aufkonzentrieren. Während eine große hydrauliεche Belaεtung bezüglich des Auεtrages von organiεchem Material von Vorteil iεt, ergibt sich bezüglich des Sandrückhaltes ein Nach¬ teil, dad vermehrt Feinεande mit der Flüεεigkeit auεgetragen werden. Um den Feinεandverluεt innerhalb bestimmter Grenzen halten zu können, darf die Beεchickungεmenge in Abhängigkeit von der Behältergeometrie nicht zu groß εein. Um den für den Kläran¬ lagenbetrieb üblicherweiεe erforderlichen Abεcheidegrad für Sand gewährleiεten zu können, iεt ein Verhältniε von Beεchickungs¬ menge zu durchströmbarem Volumen des Behälters von etwa 20 l/(sec.m3) einzuhalten. Daε für die Durchεtrömung zur Verfügung stehende Volumen des Behälters wird mit der Zeit allerdings verringert, da sich größeres organisches Material ansammelt. Um diesen Nachteil entgegenzuwirken iεt die Einrich¬ tung zur Abfuhr von organiεchem Material und Flüεεigkeit aufgeteilt, also eine erste Abzugseinrichtung im weεentlichen für daε organiεche Material und eine zweite Abzugεeinrichtung im weεentlichen für die Flüεεigkeit vorgeεehen. Die Abfuhr von organischem Material erfolgt vorzugsweise diskontinuierlich in zeitlichen Abεtänden.
Die erεte Abzugεeinrichtung für daε organiεche Material kann ein den Wandungεteil deε Behälterε im Bereich des Sammelraumε für daε organiεche Material durchdringendes Rohr aufweisen, daε ortεfeεt in der vorgeεehenen Höhe relativ zu dem Sammelraum angeordnet iεt. Ein Ventil in dem Rohr oder der anschließenden Leitung dient dem diskontinuierlichen Betrieb.
Die erste Abzugseinrichtung für das organische Material kann aber auch eine in den Sammelraum etwa vertikal von oben einragende Saugleitung aufweisen, die zudem noch höhenveränder-
lieh einεtellbar εein kann, um organisches Material gezielt aus der eingestellten Tiefe des Sammelrau s abzuziehen.
Die aufgezeigten Vorrichtungen können in durchaus unterschied¬ licher Weise betrieben werden. Eine vorteilhafte Betriebsweise ergibt sich dann, wenn der Behälter zunächst mit Flüssigkeit, organischem Material und anorganischem Material befüllt wird. Dann wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt, d.h. es wird das Wirbelbett aufgebaut und daε Rührwerk in Gang geεetzt. Dabei wird der Sand gereinigt, das organiεche Material bewegt sich nach oben und der Sand nach unten. Eε εchließt sich die Abtren¬ nung und der Auεtrag deε gereiningten Sandeε an. Zweckmäßig zum Schluß wird das organiεche Material abgezogen. Der Abzug der Flüεεigkeit erfolgt bei kontinuierlicher Beεchickung konti¬ nuierlich.
Die Erfindung wird anhand verschiedener Ausführungεbeiεpiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen schematisierten Vertikalεchnitt durch eine erεte Auεführungεform der Vorrichtung,
Figur 2 eine Draufεicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 1,
Figur 3 eine ähliche Darstellung wie Figur 1 bei einer zweiten Auεführungsfor der Vorrichtung,
Figur 4 eine ähnliche Darεtellung einer dritten Auεführungεform,
Figur 5 eine weitere Auεführungεform der Vorrichtung,
Figur 6 eine weitere Auεführungεform der Vorrichtung,
Figur 7 eine weitere Auεgeεtaltungs öglichkeit der Vorrichtung,
Figur 8 eine schematisierte Draufsicht auf den Lochboden und
Figur 9 eine weitere Ausführunσεform der Vorrichtung.
In Figur 1 sind die weεentlichen Elemente der' Vorrichtung ange¬ deutet. Es iεt ein Behälter 1 vorgesehen, der eine vertikale Achse 2 aufweist. Der Behälter 1 iεt im weεentlichen rotationε- εymmetriεch zu der Achεe 2 auεgebildet. Der Behälter 1 beεitzt in seinem unteren Bereich einen εich konisch nach oben erwei¬ ternden Wandungsteil 3, an den εich nach oben ein zylindrisch gestalteter Wandungεteil 4 anεchließt. Der Behälter 1 kann mit einem Deckel 5 verεehen sein. Der Durchmeεεer des Behälters kann ein oder mehrere Meter betragen. Für Aufεtellzwecke können Standbeine 6 vorgesehen sein.
Im unteren Bereich 7 des Behälters 1 ist ein Lochboden 8 hori¬ zontal ausgerichtet angeordnet. Der Lochboden 8 ist doppelwandig ausgebildet. Seine nach oben gekehrte Wandung 9 weist Durch¬ brechungen 10 auf, die in Form gleichmäßig über die Fläche verteilt angeordneter Düsen ausgebildet sein können. Die nach unten gekehrte Wandung 11 iεt geεchlossen ausgebildet. Der Zwischenraum zwiεchen den Wandungen 9 und 11 iεt an eine Leitung 12 angeεchloεsen, in der eine Pumpe 13 vorgesehen ist und über die Flüssigkeit in das Innere deε Lochbodenε 8 zwiεchen die Wandungen 9 und 11 geführt wird. Dieεe Flüεεigkeit tritt durch die Durchbrechungen 10 aufwärtε im Behälter gerichtet auε. Über dem Lochboden 8 iεt eine fluidiεierte Sandεchicht 14 vorgesehen, die durch das aus dem Lochboden 8 ausεtrömende Aufwaεεer in Bewegung gehalten wird. Die Sandεchicht 14 weiεt eine Auε- dehnungεhöhe auf, die bis zu einer Grenze 15 geht, die hier als Strich angedeutet iεt. Die εich bewegenden Sandkörner 16 in der fluidiεierten Sandεchicht 14 εind übertrieben groß dargestellt. Je nach der Menge des im Behälter befindlichen Sandes wird sich die fluidisierte Sandεchicht 14 mehr oder weniger nach oben auεdehnen. Oberhalb der Grenze 15 der Sandεchicht 14 iεt ein Sammelraum 17 für organisches Material 18 vorgeεehen.
Über eine angedeutete Beεchickungseinrichtung 19 wird ein Sand/Wasεer-Gemiεch, verεch utzt mit organischem Material gemäß Pfeil 20 der Vorrichtung bzw. dem Behälter zugegeben. Ein Einlaßrohr 21 mündet tangential in eine Drallkammer 22, die nach unten in ein Fallrohr 23 übergeht, an welches εich ein trompe- tenförmiger Diffuεor 24 anεchließt. Daε Gemiεch auε Flüssigkeit, organiεchem Material und anorganischem Material wird damit in einer Drallströmung gemäß Pfeil 25 in den Behälter 1 eingebracht und verteilt εich mehr oder weniger radial gemäß den Pfeilen 26 im Sammelraum 17. Der Diffuεor 24 ist unterhalb des Wasεer- εpiegelε 27 angeordnet. Der Waεεerεpiegel 27 stellt εich gemäß einem Überlauf 28 an einer Einrichtung 29 zur Abfuhr deε organiεchen Materials 18 und der Flüεεigkeit ein. Der Überlauf 28 führt zu einem Abzugεrohr 30.
Im oberen Bereich deε Behälterε 1 kann zuεätzlich ein Einfüll¬ rohr 31 vorgesehen εein, welcheε den Deckel 5 durchdringt. Hier kann ein verunreinigteε Sandgemiεch, insbesondere Straßen¬ kehricht, eingefüllt werden, der dann auch in die Flüεεigkeit gelangt und entεprechend behandelt wird.
Im unteren Bereich 7 deε Behälters 1 iεt unterhalb deε Loch- bodenε 8 eine Abzugεeinrichtung 32 für daε anorganische Material vorgeεehen. Die Abzugεeinrichtung 32 kann inεbesondere alε Schneckenförderer 33 mit Gehäuεe 34, Welle 35 und Förderwendel 36 auεgebildet sein. Es versteht sich, daß ein Antrieb für den Schneckenförderer 33 bzw. die Abzugseinrichtung 32 vorgesehen iεt, der kontinuierlich oder diεkontinuierlich betrieben werden kann, εo daß daε anorganiεche Material gemäß Pfeil 37 abgezogen werden kann. Damit daε anorganiεche Material, nämlich die εich im Bereich der Sandεchicht 40 anreichernden Sandkörner 16, auε der fluidiεierten Sandεchicht 14 nach unten durchtreten können und damit den Lochboden 8 passieren können, iεt ein Bypaεε 38 vorgeεehen, beispielsweise in Form eines den Lochboden 8 in vertikaler Richtung durchsetzenden Rohreε 39. Daε Rohr 39 iεt konzentriεch zu der Achεe 2 deε Behälterε vorgeεehen, εchließt
einerseits den Innenraum deε Lochbodenε 8 zwiεchen den Wandungen 9 und 11 ab und ermöglicht andererseitε den Durchtritt von Sandkörnern 16 aus dem Bereich der fluidisierten Sandschicht 14 in den Bereich der Austragεeinrichtung 32> εo daß auf dieεe Weiεe die Möglichkeit beεteht, die Ausdehnungεhöhe der fluidi¬ εierten Sandεchicht 14 biε zur Grenze 15 konεtant zu halten.
Konzentriεch im Behälter 1 und zur Achεe 2 iεt ein Rührwerk 40 vorgesehen, welches eine vertikale Welle 41 aufweist, die über einen Motor 42 angetrieben wird. Die Welle 41 iεt mit Rührarmen 43 besetzt, die kurz oberhalb des Lochbσdenε 8 angeordnet εind. Eε kann ein oder mehrere Rührarme 43 vorgesehen sein. Die Rührarme 43 bewirken bei einem relativ langsamen Umlauf, daß εich Kanäle für eine bevorzugte Aufεtrömung im Bereich der fluidiεierten Sandεchicht 14 oberhalb deε Lochbodens 8 nicht ausbilden können bzw. solche Kanäle sofort wieder zerstört werden. Die Sandkörner 16 der Sandεchicht 14 werden hier auch mechaniεch durch die Rührarme 43 beansprucht und damit gerieben und gereinigt. An der Welle 41 können weitere Rührarme 44 angebracht sein, die in Zuordnung zu der oberen Grenze 15 der Sandεchicht 14 und damit im unteren Bereich des Sammelraums 17 angeordnet sind und wirken. Diese Rührarme 44 haben die Aufgabe, ein allzu dichtes Ablagern von organischem Material 18 auf der Sandεchicht 14 zu verhindern und auch hier daε organiεche Material 18 immer in Bewegung zu halten, zu zerkleinern und zu durchmiεchen. Dies dient einerseits dazu, daß von oben herab¬ sinkende Sandkörner 16 das organische Material 18 durchdringen und in den Bereich der Sandεchicht 14 eindringen können. Ande¬ rerseits wird die Aufschwimmfähigkeit von weiter zerkleinertem organischen Material 18 verbeεεert, εo daß dieses im Sammelraum 17 aufschwimmen und letztlich über den Überlauf 28 abgeführt werden kann.
Die Vorrichtung gemäß Figur 1 kann wie folgt betrieben werden:
In dem Behälter 1 befindet εich die Sandεchicht 14 fluidiεiert. Über die Pumpe 13 und die Leitung 12 wird Flüssigkeit auε den Durchbrechungen 9 des Lochbodens 8 nach oben gerichtet ausge¬ tragen, wodurch die Sandschicht 14 sich entsprechend ausdehnt und in dieεer Auεdehnung gehalten wird. Nun wird Flüεεigkeit mit organiεch verschmutztem anorganischen Material gemäß Pfeil 20 über die Beεchickungseinrichtung 19 aufgegeben und gelangt unter den Waεεerεpiegel 27 in einer drallartigen Verteilung, wie dieε durch die Pfeile 25 und 26 angedeutet iεt. Je nach der Größe der Teilchen werden sich dieεe im Sammelraum 17 bewegen. Größere Teilchen sinken schneller ab als kleinere Teilchen. Sandkörner 16 werden abεinken und in den Bereich der fluidiεierten Sand¬ schicht 14 gelangen, wodurch sich hier die Menge deε Sandes erhöht. Organisches Material 18 wird sich innerhalb deε Sammelraumes 17 bewegen, wobei wiederum größere Teilchen schneller nach unten absinken als feine Teilchen. Das organische Material 18 wird sich aber zu einem großen Teil oberhalb der Grenze 15 auf der Sandschicht 14 anhäufen. Feines organiεcheε Material 18 wird mit der Aufεtrömung über den Überlauf 28 auεgetragen, während größere Teilchen von organiεchem Material aufgebrochen und zerkleinert werden, bis sie ebenfalls einen solchen Schwebezuεtand erreichen, daß sie von dem "urch den Lochboden 8 aufgebrachten aufεtrömenden Waεser mit ausgetragen werden. Daε Rührwerk 40 mit εeinen Armen 43 und 44 trägt zur Reinigung und Bewegung der jeweiligen Schichten bei. Durch daε Rohr 39 können Sandkörner 16 aus der Sandεchicht 14 nach unten hindurchtreten. Dieser gereinigte Sand wird mit der Auεtragεein- richtung 32 nach oben auεgetragen und hinweggefördert. Dies geschieht in der Weise, daß die Auεdehnungεhöhe der Sandschicht 14 bis zur Grenze 15 möglichst konstant gehalten wird.
Die Auεführungεform der Vorrichtung gemäß Figur 3 iεt in weiten Bereichen zunächεt ähnlich aufgebaut wie die Auεführungεform gemäß Figur 1, so daß hier auf deren Beschreibung verwiesen werden kann. Das Rührwerk 40 besitzt hier jedoch eine kürzer geεtaltete Welle 41, an der lediglich Rührarme 44 vorgeεehen
sind, die kurz unterhalb der Grenze 15 der fluidisierten Sand¬ εchicht 14 arbeiten. In Zuordnung zu dieεen Rührarmen 44 iεt eine Auflagerplatte 45 vorgesehen, die zwar innerhalb der fluidisierten Sandschicht 14 angeordnet ist, jedoch die Auflage¬ rung von Material auf ihrer Oberfläche gestattet, welches von der fluidisierten Sandschicht 14 nicht erfaßt wird. Dieεeε εich auflagernde Material wird mit den Rührarmen 44 bewegt, aneinan¬ der gerieben, zerkleinert und εepariert, wobei auch eine Förderwirkung auf dieεeε Material derart eintritt, daß eε εich zunehmend auf einen größeren Radius verlagert und εchließlich über den Rand 46 der Auflagerplatte 45 übertreten kann. Bei dieεem übertretenden Material wird es sich weitgehend um gesäuberte Sandkörner 16 handeln, die εich in die fluidiεierte Sandεchicht 14 einbauen, während daε organische Material durch die Bewegung der Rührarme 44 nach seiner Zerkleinerung in dem Sammelraum 17 aufschwimmt.
Der Lochboden 8 ist hier durchgehend auεgebildet. Alε Bypaεε 38 dient eine Umgehungεleitung 47, die im Bereich der Sandεchicht 14 an diese angeschloεεen iεt, den Lochboden 8 umgeht und in den unteren Bereich 7 des Behälters 1 einmündet, εo daß der hier durchtretende Sand von der Auεtragεeinrichtung 32 auεgetragen werden kann. Für Steuer- bzw. Regelzwecke iεt in der Umgehungs¬ leitung 47 ein Ventil 48 angeordnet.
Die in Figur 4 dargestellte Auεführungεform der Vorrichtung weist einen Behälter 1 auf, der von unten nach oben mit sich koniεch erweiterndem Querεchnitt auεgebildet iεt. Über einen zylindriεch auεgebildeten Überlauf 28 besteht Verbindung zu dem Abzugsrohr 30. Das Rührwerk 40 weist Rührarme 43 und 44 auf. In der Wandung deε Behälterε 1 im Bereich der fluidiεierten Sandεchicht 14 iεt eine Drucksonde 49 vorgesehen, die über eine elektrische Leitung 50 mit dem Ventil 48 in Verbindung steht, welches hier zentriεch in dem Rohr 39, welches den Lochboden 8 durchdringt, untergebracht iεt. Mit der Drucksonde 49 wird der εtatiεche Druck im Bereich der Sandεchicht 14 überwacht. Beim
Anεteigen des Druckes, welcheε ein Maß für die Auεdehnung der Sandεchicht 14 nach oben iεt, wird das Ventil 48 geöffnet und umgekehrt, so daß auf dieεe Art und Weiεe die Auεdehnungεhöhe der Sandεchicht 14 bis zur Grenze 15 konεtant gehalten werden kann. Infolge deε von unten nach oben zunehmenden Querschnittes des Behälters 1 wird sich die Geεchwindigkeit von unten nach oben entsprechend verringern, εo daß nur organiεcheε Material 18 in feinverteilter Form über den Überlauf 28 auεgetragen wird.
Die Auεführungεform gemäß Figur 5 weist im Gegensatz zu der Auεführungsform gemäß Figur 4 eine Beεonderheit auf. Es iεt ein Einsatz 51 vorgeεehen, der im weεentlichen zylindrisch auεge¬ bildet iεt und in seinem oberen Bereich in eine Ringfläche 52 übergeht, die die Funktion der Auflagerplatte 45 erfüllt. Auch hier iεt eine Zuordnung zu den Rührarmen 44 deε Rührwerkε 40 gegeben. Der Durch eεser des Einεatzes 51 und der Durchmeεεer deε Lochbodenε 8 εind aneinander angepaßt. Die fluidiεierte Sandεchicht 14 erεtreckt sich im wesentlichen über die Höhe des Einεatzeε 51. Dieεe Ausbildungsform hat den Vorteil, daß der Einsatz 51 und ein angepaßter Lochboden 8 auεtauεchbar in dem Behälter 1 vorgesehen sein können, um Vorrichtungen unterschied¬ licher Größenordnungen für verschiedene Durchεätze zur Verfügung zu εtellen. Die Sandεchicht 14 iεt bis zur Obergrenze 15 ausge¬ dehnt, so daß hier gleichεa zwei Geεchwindigkeitεbereiche der Aufεtrömgeεchwindigkeit innerhalb deε Sandbetteε 14 gebildet εind.
Figur 6 zeigt die Vorrichtung gemäß Figur 5, jedoch mit einem Einεatz 51 vergleichεweiεe geringeren Durch eεserε und in Zuordnung zu einem Lochboden 8, dessen Außendurchmesεer kleiner iεt alε der betreffende Durchmeεεer deε Behälters 1 an dieεer Stelle. Damit entεteht eine ringförmige Durchtrittεflache 53, die die Funktion des Bypaεεeε 38 erfüllt, εo daß Sandkörner 16 aus der Sandschicht 14 gemäß Pfeil 54 übertreten und in den Bereich der Auεtragεeinrichtung 32 gelangen können.
Die Ausführungεform der Vorrichtung gemäß Figur 7 stimmt in weiten Teilen mit vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung überein, εo daß hierauf verwieεen werden kann. Der Behälter 1 beεitzt hier ein weitgehend zylindrisches durchgehendes Gehäuεe, jedenfallε im Bereich der Sandεchicht 14 und deε Sammelraums 17. Die Auflagerplatte 45 arbeitet auch hier mit Rührarmen 44 des Rührwerks 40 zusammen.
Figur 8 zeigt eine Draufεicht auf den Lochboden 8 mit εeiner oberen Wandung 9, in der die düεenartigen Durchbrechungen 10 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Zentrisch iεt das Rohr 39 vorgeεehen, welcheε den Bypaεε 38 bildet. Eε εind hier zwei Leitungen 12 angedeutet, über die im normalen Betrieb Flüεεig¬ keit über Pumpen 13 in daε Innere deε Lochbodenε 8 zwischen den Wandungen 9 und 11 gelangt und über die Durchbrechungen 10 als Aufεtromwaεεer auεgetrieben wird. Tangential zum Lochboden εind zwei Reinigungεleitungen 55 einer rückεpülenden Reinigungεein- richtung 56 dargestellt, die tangential an den Innenraum deε Lochbodenε 8 zwischen den Wandungen 9 und 11 angeschlossen ist. Über einen nur schematisch angedeuteten Anschluß 57 kann Sand, der in den Lochboden 8 während des normalen Betriebes einge¬ drungen iεt, auεgeεpült werden, εo daß dann der gleichmäßige Aufbau der fluidisierten Sandschicht 14 im normalen Betrieb wieder möglich wird.
Figur 9 zeigt eine Vorrichtung, die im wesentlichen auf der Auεführungεform der Figur 5 aufbaut. Jedoch iεt hier eine erεte Abzugεeinrichtung 58 vorgesehen, mit der im wesentlichen organiεcheε Material in der Flüεsigkeit abgezogen wird. Eine zweite Abzugεeinrichtung 59 dient im weεentlichen dem Abzug der Flüεsigkeit, wobei auch hier organischeε Material mit der Flüεεigkeit abgezogen wird. Die Einrichtung 29 iεt alεo in zwei getrennte Abfuhreinrichtungen aufgeteilt, die zweckmäßig auch unterεchiedlich betrieben werden. Die Abzugεeinrichtung 58 wird vorzugεweiεe diεkontinuierlich und die Abzugεeinrichtung 59 kontinuierlich betrieben. Die geεonderte erεte Abzugεeinrichtung
58 dient dazu, eine zu große Konzentration von organiεchem Material im Sammelraum 17 zu vermeiden, weil sonεt die Gefahr beεteht, daß inεbeεondere bei großer Beεchickungεmenge einer- εeitε der Verεchmutzungεgrad deε anorganischen Materials ansteigt, alεo die beabsichtigte Reinigung_ des Sandes nur unzureichend eintritt, und andererseits vermehrt Feinεande über die Flüssigkeit ausgetragen werden. Um dieε zu verhindern iεt die geεonderte erεte Abzugεeinrichtung 58 vorgeεehen, die ein feεt angeordnetes Rohr 60 aufweiεen kann, welcheε den Wandungε¬ teil 4 deε Behälterε 1 durchdringt und damit unmittelbar Anεchluß an den Sammelraum 17 für daε organiεche Material hat. In dem Rohr 60 iεt zweckmäßig ein Ventil 61 angeordnet, um die diεkontinuierliche Abfuhr deε organischen Materials gemäß Pfeil 62 zu ermöglichen. Anstelle eineε feεt angeordneten Rohres 60 kann auch eine Saugleitung 63 vorgeεehen sein, die in getrichelter Linienführung angedeutet iεt. Über dieεe in den Sammelraum 17 von oben etwa vertikal einragende Saugleitung 63 kann das organische Material in Richtung des Pfeiles 64 abgezogen werden. Die Saugleitung 63 bzw. ihr in den Sammelraum 17 einragendes Ende kann gamäß Doppelpfeil 65 höhenverstellbar angeordnet sein, um die Abfuhr von organiεchem Material in unterεchiedlicher Tiefe deε Sammelraums 17 zu ermöglichen. Die diskontinuierliche Abfuhr von organischem Material kann inεbeεondere in Stillεtandεzeiten deε Rührwerks 40 durchgeführt werden, εodaß auch bei Anordnung eineε weiteren Rührarms 66 an der Welle 41 im Bereich deε Sammelraums 17 eine Absaugung auch unterhalb dieses Rührarms 66 erfolgen kann.
Grundsätzlich ist die Aufteilung der Einrichtung 29 in zwei gesonderte Abzugεeinrichtungen 58 und 59 bei allen Auεführungε- formen der Vorrichtung möglich, wobei die Abzugεeinrichtung 58 stets in einem gewissen Abstand zu der fluidiεierten Sandschicht 14 anzuordnen ist, um beim Abzug des organischen Materials möglichst wenig Sand mitauεzutragen.
B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E
1 - Behälter 11 — Wandung
2 - Achse 12 - Leitung
3 - Wandungsteil 13 - Pumpe
4 - Wandungεteil 14 - Sandschicht
5 - Deckel 15 - Grenze
6 - Standbein 16 - Sandkorn
7 - Bereich 17 - Sammelraum
8 - Lochboden 18 - organisches Material
9 - Wandung 19 - Beschickungseinrichtung
10 — Durchbrechungen 20 — Pfeil
21 - Einlaßrohr 31 - Einfüllrohr
22 - Drallkammer 32 - Abzugεeinrichtung
23 - Fallrohr 33 - SchneckenfOrder
24 - Diffuεor 34 - Gehäuεe
25 - Pfeil 35 - Welle
26 - Pfeil 36 - Förderwendel
27 - Wasserspiegel 37 - Pfeil
28 - Überlauf 38 - Bypaεε
29 - Einrichtung 39 - Rohr
30 — Abzugsrohr 40 - Rührwerk
41 - Welle 51 — Einsatz
42 - Motor 52 - Ringfläche
43 - Rührarm 53 - Durchtrittεflache
44 - Rührarm 54 - Pfeil
45 - Auflagerplatte 55 - Reinigungεleitung
46 - Rand 56 - Reinigungεeinrichtung
47 - Umgehungsleitung 57 - Anεchluß
48 - Ventil 58 - Abzugεeinrichtung
49 - Drucksonde 59 - Abzugεeinrichtung
50 - Leitung 60 — Rohr
- Ventil - Pfeil - Saugleitung - Pfeil - Doppelpfeil - Rührarm