WO1999002237A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennen von stoffen und leiteinrichtung hierfür - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum trennen von stoffen und leiteinrichtung hierfür Download PDF

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WO1999002237A1
WO1999002237A1 PCT/EP1998/004201 EP9804201W WO9902237A1 WO 1999002237 A1 WO1999002237 A1 WO 1999002237A1 EP 9804201 W EP9804201 W EP 9804201W WO 9902237 A1 WO9902237 A1 WO 9902237A1
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    • B01D2221/04—Separation devices for treating liquids from earth drilling, mining

Definitions

  • the invention relates to a method for separating granular mineral solids such as sand from organic matter, suspended matter, slightly and sparingly soluble substances in a liquid-solid mixture, for example a mixture from wastewater treatment plants, in which the liquid-solid mixture is tangential at a radially external inlet point is introduced into a container. In the container, the liquid-solid mixture flows from the inlet point to a radially inner outlet point at such a low speed that the heavy mixture constituents, essentially the granular mineral solids, of the liquid-solid mixture sink to form a sediment bed. The sunken components of the sediment bed are then discharged and, if necessary, dewatered. Furthermore, the invention relates to a completely new guide device for improving the method mentioned.
  • the invention also relates to a device for separating granular, mineral solids, such as sand, from organic substances. Suspended substances, easily and poorly soluble substances in a liquid-solid mixture, such as a mixture of wastewater treatment plants, which contain a container for the
  • Liquid-solid mixture and to form a sediment bed from substantially sedimented solid particles. Furthermore, a correspondingly designed, radially external inlet point is provided for the tangential introduction of the liquid-solid mixture into the container. In addition, there is a radially internal discharge point on the device for the discharge of the excess liquid and the suspended matter therein, the organic matter and the like.
  • the method and the device are particularly intended for separating the sand in a solid-water mixture from organic substances, suspended substances, easily and slightly soluble substances which are carried along therein and, if appropriate, by an additionally introduced washing medium, for example water , Air or an air-water mixture.
  • an additionally introduced washing medium for example water , Air or an air-water mixture.
  • the invention relates to sand traps or sand washing plants or their working methods, in which the sand from sewage treatment plants and street sweepers is separated from putrefactive organic substances.
  • a device for separating floating substances and suspended matter from a liquid is known for example from DE 195 01 034 AI.
  • a container there is an essentially vertically extending closed partition wall, the upper area of which projects above the liquid level and is open or at least permeable in its lower area. From Fig. 3 of this document it can be seen that this vertical partition has a circular cross-section, at which a liquid with the floating and sinking substances is introduced tangentially.
  • Circular sand traps or sand classifiers or heel basins in circular construction, in which the basins are fed centrally, are disclosed, for example, in DE 43 18 522 AI.
  • the centric loading of these known devices has the disadvantage that flow losses occur which are to be avoided due to the flow direction directed from the inside to the outside.
  • a general method and a device for separating solids from a suspension is known from DE 43 12 540 Cl.
  • a tangential introduction on the outside of the container and a central discharge It is pointed out that the flow to the center of the clarification chamber is essentially spiral, but this is essentially achieved in that the flow is caused by fluidic means before entering the clarification chamber and is moved in a spiral path to the center in the clarification chamber. Due to cross flow losses, this device is not optimal with regard to the possible degree of separation.
  • a procedure and a device of the type mentioned are known from DE 44 10 969 Cl.
  • the device described here is used to separate easily soluble substances, suspended substances and poorly soluble substances from a solid or liquid-solid mixture and comprises a washing and separating container and a motor-driven, obliquely upward-facing, which adjoins the deep region of the washing and separating container a screw conveyor device with a discharge helix for discharging the separated mineral solids.
  • a drain device for discharging the liquid is created at the upper edge of the container.
  • An inlet opening for introducing a washing liquid is arranged in the deep region of the washing and separating container.
  • a drain device is used for the discharge of the washed-out, easily soluble substances, suspended substances and poorly soluble substances. It is also vertically spaced from the deep region of the washing and separating container and extends essentially vertically within the same.
  • the invention is based on the technical problem of increasing the efficiency of a procedure or a corresponding device explained at the outset, and a
  • the invention is based on the idea that the flow forming during the introduction of the liquid-solid mixture between a radially outer inlet point and a radially inner outlet point is forced to run in a spiral manner, so that the degree of excretion is increased, which is due to an extension of the travel distance and thus the Residence time of the mixture supplied is achieved.
  • the available area in a container is optimally used in order to achieve separation over a longer path length by sedimentation of the granular mineral solids present in the liquid-solid mixture.
  • the invention prevents, for the first time, so-called "short-circuit flows" from the outside to the inside of the container, which leads to a less than optimal result in the sedimentation of the solid particles carried in the mixture.
  • the invention for the first time optimally continues the spiral flow which forms itself in the edge region, namely up to the discharge point, as a result of which any cross-flow or short-circuit flow is avoided, so that the settling of the sand is supported even more effectively. This increases the efficiency of the separation of granular mineral solids in a liquid-solid mixture.
  • a very even flow which also enables optimal sedimentation of the solid particles in the mixture, is given when the forced flow is carried out in uniformly winding turns. But it depends Rectangular turns are also possible, but speed fluctuations can still occur here, especially in the corner areas. The corner areas can in turn also form sedimentation-increasing eddies in an optimal manner.
  • the flow rate from the introduction point to the diversion point can be kept essentially constant, which further increases the degree of separation.
  • a guide device for spiral forced guidance between an inlet and an outlet point in a container, the heavier constituents of the liquid-solid mixture, essentially the granular mineral solids, being separated out by sedimentation, can be readily used in existing devices or systems , as they were explained at the beginning.
  • the guide device must simply be attached in the upper area of the container. In particular, it is possible to attach the guide device to a container lid at intervals.
  • the efficiency of the device can be increased even further if a mechanical one in front of the inlet point
  • Pre-stage separating device for separating a part of the suspended matter, slightly and slightly soluble matter in the liquid-solid mixture is arranged.
  • the downstream device for separating granular mineral solids as explained at the beginning, the comprises a guide device according to the invention, achieves even better sedimentation.
  • Sieve drum in the sieve drum wall there are small holes.
  • the inside of the sieve drum is connected to a drain for mixture components of the liquid-solid mixture which do not fit through the holes.
  • a collecting line leading to the inlet point on the container of the downstream combustion device is arranged below the screening drum.
  • the sieve drum which has the large number of holes with a diameter between approximately 2 and 5 mm, the organic substances are sieved off and the sand adhering to them is rinsed off.
  • the sieve drum has a slope, which results in better pre-separation and the water can be drained off without further aids.
  • Mixing ratios and the solids to be sedimented is about 0.3 m per second or less.
  • the diversion point advantageously comprises a drain funnel, which is dimensioned in its angled length so that only a minimal suction effect arises from the drain speed.
  • a drain funnel which is dimensioned in its angled length so that only a minimal suction effect arises from the drain speed.
  • the sand or, in general, the granular mineral solids forming the sediment bed is drawn off in small batches and, if appropriate, dewatered.
  • a screw conveyor device as also disclosed in DE 44 10 969 Cl explained at the beginning, is advantageous.
  • the "channel width" specified by the guide device is constant.
  • a flow unit that is as uniform as possible is achieved.
  • the inlet and outlet are preferably at the same level, so that "short-circuit currents" below the guide device are further minimized.
  • the guide device extends - starting from a maximum loading quantity - optimally approximately 100 mm above the water surface.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a sand washing system according to the invention, which is equipped with a new guide device,
  • FIG. 2 shows a top view of the device according to FIG. 1,
  • Fig. 3 is a schematic perspective view of a baffle according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic plan view of a further embodiment of a guide device according to the invention.
  • the sand washing system shown in Fig. 1 comprises a washing and separating container 1, which comprises a funnel part tapering downwards.
  • the container 1 is supported on the floor by means of supports 2.
  • the container 1 has a circular shape in the upper part and is also cylindrical in this part.
  • a pre-stage separation device 9 is arranged, which is a rotatable
  • Sieve drum 10 with holes therein and an underlying collecting channel 12 comprises. Both the screening drum 10 and the collecting trough 12 are accommodated in a housing 11.
  • the entire pre-stage separating device has a length that almost corresponds to the diameter of the washing and separating container 1.
  • the sieve drum 10 is driven by a motor, not shown here, and has a gradient.
  • the collecting trough in turn opens into an outlet 14 which is arranged higher than the inlet point 13 in the washing and separating container 1.
  • the outlet 14 and the inlet point 13 are connected to one another via a pipeline.
  • Liquid level WSP Liquid level WSP.
  • the inclination of the discharge funnel 16, seen in cross section, is designed so that a minimal suction effect arises from the discharge speed of the excess liquid, here water with the suspended substances, easily and slightly soluble substances as well as organic substances carried therein.
  • An agitator 18 is arranged in the lower region of the washing and separating container 1.
  • the agitator is arranged obliquely, but it is also possible to arrange this agitator vertically.
  • the agitator 18 comprises individual paddles, which in the sediment bed 22 which is formed from the sunken granules mineral solids, essentially sand, are rotated via an agitator drive 20 and an intermediate gear 19. This is followed by a screw conveyor 3 connected to the lower container part 1, which, supported by a support 5, projects obliquely upwards.
  • Screw conveyor 3 comprises a hollow helix 4 which is driven by a screw drive 7 and an intermediate gear 6.
  • a screw drive 7 In the upper end region there is an ejection chute 8, via which sand that has been discharged and conveyed by the hollow helix 4 is conveyed out.
  • a guide device according to the invention in the form of a guide plate 15 is arranged in the upper container part 1.
  • the baffle plate 15 is a spirally wound plate, which initially forms a channel with a substantially constant width together with the container edge, which is then formed by the adjacent baffle plate walls and spirals up to the funnel 16.
  • a spiral guide for the liquid-solid mixture introduced into the container is thus formed. This means that there is an even flow of mixture flowing inwards.
  • the baffle 15 extends only over a partial depth range below the liquid level WSP, namely to a depth at which there is still a substantially horizontal one
  • the operation of such a device will now be described below.
  • the water mixed with sand, organic substances, suspended substances, easily and sparingly soluble substances, for example from a wastewater treatment plant, is introduced into the rotating sieve drum 10.
  • the organic parts are sieved through the holes in them with a hole size between 2 and 5 mm and the adhering sand is rinsed off.
  • the remaining sand-water mixture is taken up by the collecting channel 12 and passed through the outlet 14 to the inlet point 13.
  • the gradient between the outlet 14 and the inlet point 13 gives the sand-water mixture a speed suitable for the sedimentation taking place in the container.
  • the introduction point 13 is introduced tangentially into the washing and separating container 1 filled with water, as can best be seen from FIG. 2.
  • this tangentially introduced flow is now uniform, i.e. essentially with the same
  • the agitator 18 is operated for thorough mixing in the formed sediment bed 22.
  • the collected sand is continuously transported in batches via the screw conveyor. Due to the hollow-helical design, the extracted sand is also dewatered in the discharge device 3. The sand conveyed by the hollow helix 3 is then filled into a suitable container via the discharge chute 8.
  • the second embodiment shown in FIG. 4 is a rectangular container 31, in which a baffle plate having rectangular turns comprises an optimization for the length of the section available for sedimentation. Although flow velocity changes occur in the area of the corners of the rectangular windings, there is generally also a better division and positive guidance of the available surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von körnigen mineralischen Feststoffen wie Sand von organischen Stoffen, Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen in einem Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch, wie beispielsweise ein Gemisch aus Abwasserreinigungsanlagen. Bei dem Verfahren wird das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch an einer Einleitstelle (13) in einen Behälter (1) tangential eingeleitet. Das Flüssigkeit-FeststoffGemisch fließt mit einer derart niedrigen Geschwindigkeit zu einer Ausleistelle (16) im Behälter (1), daß währenddessen die schwereren Gemischbestandteile, im wesentlichen die körnigen mineralischen Feststoffe, des Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches unter Bildung eines Sedimentbettes (22) absinken. Die abgesunkenen Bestandteile des Sedimentbettes werden ausgetragen und gegebenenfalls entwässert. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch zwischen der Einleitstelle (13) und der Ausleitstelle (16) zumindest über einen Teiltiefenbereich spiralförmig zwangsgeführt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Stoffen und
Leiteinrichtung hierfür
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von körnigen mineralischen Feststoffen wie Sand von organischen Stoffen, Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen in einem Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch, beispielsweise ein Gemisch aus Abwasserreinigungsanlagen, bei dem das Flüssigkeit-FeststoffGemisch an einer radial außenliegenden Einleitstelle tangential in einen Behälter eingeleitet wird. Im Behälter fließt das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch mit einer derart niedrigen Geschwindigkeit von der Einleitstelle zu einer radial innenliegenden Ausleitstelle, daß währenddessen die schweren Gemischbestandteile, im wesentlichen die körnigen mineralischen Feststoffe, des Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches unter Bildung eines Sedimentbettes absinken. Die abgesunkenen Bestandteile des Sedimentbettes werden dann ausgetragen und gegebenenfalls entwässert. Des weiteren betrifft die Erfindung eine vollkommen neuartige Leiteinrichtung zur Verbesserung des genannten Verfahrens. Überdies betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Trennen von körnigen, mineralischen Feststoffen wie Sand von organischen Stoffen. Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen in einem Flüssigkeit-FeststoffGemisch, wie beispielsweise ein Gemisch aus Abwasserreinigungsanlagen, die einen Behälter zur Aufnahme des
Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches und zur Ausbildung eines Sedimentbettes aus im wesentlichen sedimentierten Feststoffpartikeln aufweist. Ferner ist zur tangentialen Einleitung des Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches in den Behälter eine entsprechend ausgebildete, radial außenliegende Einleitstelle vorgesehen. Außerdem ist an der Vorrichtung eine radial innenliegende Ausleitstelle zur Ausleitung der überschüssigen Flüssigkeit und der darin befindlichen Schwebestoffe, der organischen Stoffe und dergleichen vorhanden.
Das Verfahren wie auch die Vorrichtung sind insbesondere dafür bestimmt, den in einem Feststoff-Wasser-Gemisch befindlichen Sand von organischen Stoffen, Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen, die hierin mitgeführt werden, zu trennen und gegebenenfalls durch ein zusätzlich eingebrachtes Waschmedium, beispielsweise Wasser, Luft oder ein Luft-Wasser-Gemisch, zu säubern. Das heißt, insbesondere betrifft die Erfindung Sandfänge oder Sandwaschanlagen bzw. deren Arbeitsverfahren, bei denen der Sand aus Abwasserreinigungsanlagen und Straßenkehrmaschinen von fäulnisfähigen organischen Stoffen separiert wird. Stand der Technik
Eine Vorrichtung zum Abtrennen von Schwimmstoffen und Sinkstoffen aus einer Flüssigkeit ist beispielsweise aus der DE 195 01 034 AI bekannt. In einem Behälter ist eine sich im wesentlichen vertikal erstreckende geschlossene Trennwand vorhanden, die mit oberen Bereich über den Flüssigkeitsspiegel hinausragt und in ihrem unteren Bereich offen oder zumindest durchlässig ausgebildet ist. Aus der Fig. 3 dieser Druckschrift ist ersichtlich, daß diese vertikale Trennwand einen kreisrunden Querschnitt hat, an dem tangential eine Flüssigkeit mit den Schwimm- und Sinkstoffen eingeleitet wird.
Rundsandfänge bzw. Sandklassierer oder Absatzbecken in Rundbauweise, bei denen eine zentrische Beschickung der Becken erfolgt, sind beispielweise in der DE 43 18 522 AI offenbart. Die zentrische Beschickung dieser bekannten Einrichtungen sind mit dem Nachteil behaftet, daß aufgrund der von innen nach außen gerichteten Strömungsrichtung Strömungsverluste auftreten, die zu vermeiden sind.
Ein allgemeines Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffen aus einer Suspension ist aus der DE 43 12 540 Cl bekannt. Hier erfolgt eine tangentiale Einleitung an der Außenseite des Behälters und eine zentrale Abführung. Es ist herausgestellt, daß die Strömung zum Zentrum des Klärraums im wesentlichen spiralförmig erfolgt, jedoch wird dies im wesentlichen dadurch erzielt, daß die Strömung vor dem Eintritt in den Klärraum durch strömungstechnische Mittel bewirkt und im Klärraum auf einen spiralförmigen Weg zum Zentrum bewegt wird. Aufgrund von Querströmungsverlusten ist diese Einrichtung doch im Hinblick auf den möglichen Abscheidungsgrad nicht optimal. Eine Verfahrensweise sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 44 10 969 Cl bekannt. Die hierin beschriebene Vorrichtung dient zum Trennen von leichtlöslichen Stoffen, Schwebestoffen und schwerlöslichen Stoffen aus einem Feststoff- oder Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch und umfaßt einen Wasch- und Separierbehälter sowie eine sich im Tiefbereich des Wasch- und Separierbehälters anschließende motorgetriebene, schräg aufwärts gerichtete, zu einer Abwurfstelle führende Schneckenfördereinrichtung mit Förderwendel zum Austragen der separierten mineralischen Feststoffe. Überdies ist eine Ablaufeinrichtung zum Austragen der Flüssigkeit am oberen Rand des Behälters geschaffen. In dem Tiefbereich des Waschund Separierbehälters ist eine Einleitöffnung zum Einleiten einer Waschflüssigkeit angeordnet. Eine Ablaufeinrichtung wird für das Austragen der ausgewaschenen, leicht löslichen Stoffe, Schwebestoffe und schwer löslichen Stoffe verwendet. Sie ist zudem von dem Tiefbereich des Wasch- und Separierbehälters vertikal beabstandet und erstreckt sich innerhalb desselben im wesentlichen vertikal.
Diese hieraus bekannte Vorrichtung ist zwar zur Separierung bzw. Trennung allgemein der körnigen mineralischen Feststoffe, insbesondere des im Abwasser befindlichen Sandes, gut geeignet. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß der mögliche Wirkungsgrad einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere eines Sandfanges oder einer Sandwaschanlage, in der heutigen Bauweise noch nicht voll ausgeschöpft ist. Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, den Wirkungsgrad einer eingangs erläuterten Verfahrensweise bzw. einer entsprechenden Vorrichtung zu erhöhen, sowie ein
Konstruktionselement bereitzustellen, mit dem zu diesem Zweck bestehende Vorrichtungen ohne größeren Aufwand nachgerüstet werden können.
Dieses technische Problem wird durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Überdies wird zur Lösung des technischen Problems eine Leiteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 bereitgestellt. Schließlich wird das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 bzw. 19 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die sich bei der Einleitung des Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches ausbildende Strömung zwischen einer radial außenliegenden Einleitstelle und einer radial innenliegenden Ausleitstelle spiralförmig verlaufend zwangszuführen, so daß der Ausscheidungsgrad erhöht wird, was durch eine Verlängerung des Laufwegs und somit der Verweilzeit des zugeführten Gemisches erzielt wird. Es wird zudem die verfügbare Fläche in einem Behälter in optimaler Weise ausgenutzt, um über eine größere Weglänge eine Separierung durch Sedimentation der im Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch befindlichen körnigen mineralischen Feststoffe zu erzielen. Durch die Erfindung wird erstmals verhindert, daß sogenannte "Kurzschlußströmungen" von der Außenseite zur Innenseite des Behälters hin erfolgen, was zu einem nicht optimalen Ergebnis bei der Sedimentation der im Gemisch mitgeführten Feststoffpartikel führt. So sind zwar sogenannte Rundsandfänge bekannt, bei denen das Wasser mit darin befindlichem Sand tangential eingeleitet wird, wodurch sich teilweise eine Spiralströmung ausbildet, welche die Absetzung des Sandes wirksam unterstützt. Die Spiralströmung ist aber nur durch den äußeren Behälterrand und die tangentiale Einleitung vorgegeben, damit werden nur im äußeren Randbereich des Behälters günstige Trennbedingungen geschaffen. Durch die bereits erwähnten quer zur Hauptströmung verlaufenden Kurzschlußströmungen wird der Trenn- bzw. Sedimentiervorgang verringert. Bei diesen bekannten Sandfängen erfolgt die Absetzung zur Mitte hin, wo dann der Sand aus einem Sandschacht mit Druckluft herausbefördert wird.
Durch die Erfindung wird erstmals die sich beim Stand der Technik an sich im Randbereich ausbildende Spiralströmung optimal weitergeführt, nämlich bis zur Ausleitstelle hin, wodurch jegliche Querströmungen oder Kurzschlußströmungen vermieden werden, so daß die Absetzung des Sandes noch wirksamer unterstützt wird. Damit ist der Wirkungsgrad der Abtrennung von körnigen mineralischen Feststoffen in einem Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch erhöht .
Die Zwangsführung in Spiralform muß nur im oberen Teilbereich der Gesamthöhe der im Behälter befindlichen Flüssigkeit erfolgen. Denn nur dort findet eine noch feststellbare wesentliche horizontale Strömung statt.
Eine sehr gleichmäßige Strömung, die auch eine optimale Sedimentation der im Gemisch befindlichen Feststoffpartikel ermöglicht, ist dann gegeben, wenn die Zwangsstromführung in gleichmäßig gewundenen Windungen erfolgt. Es sind aber je nach Bauart des Behälters auch Rechteckwindungen möglich, hier jedoch können noch Geschwindigkeitsschwankungen auftreten, insbesondere in den Eckbereichen. Die Eckbereiche können aber wiederum auch in optimaler Weise Sedimentationserhöhende Verwirbelunqen bilden.
Indem der Spiralabstand zwischen den einzelnen Windungen zur Ausleitstelle hin abnimmt, kann von der Einleitstelle bis zur Ausleitstelle die Strömungsgeschwindigkeit im wesentlichen konstant gehalten werden, was den Abscheidungsgrad noch weiter erhöht.
Eine erfindungsgemäße Leiteinrichtung zur spiralförmigen Zwangsführung zwischen einer Ein- und einer Ausleitstelle in einem Behälter, wobei durch Sedimentation die schwereren Bestandteile des Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches, im wesentlichen die körnigen mineralischen Feststoffe, ausgeschieden werden, läßt sich ohne weiteres in bestehende Vorrichtungen bzw. Anlagen, wie sie zum Beispiel eingangs erläutert wurden, einbauen. Dazu muß die Leiteinrichtung einfach im oberen Behälterbereich befestigt werden. Insbesondere ist es möglich, die Leiteinrichtung in Abständen an einem Behälterdeckel zu befestigen.
Der Wirkungsgrad der Vorrichtung läßt sich noch weiter erhöhen, wenn vor der Einleitstelle eine mechanische
Vorstufentrenneinrichtung zur Abtrennung eines Teils der im Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch befindlichen Schwebestoffe, leicht- und schwerlöslichen Stoffe angeordnet ist. Dadurch wird in der nachgeschalteten Vorrichtung zum Trennen von körnigen mineralischen Feststoffen, wie sie eingangs erläutert wurde, die eine erfindungsgemäße Leiteinrichtung umfaßt, eine noch bessere Sedimentation erreicht.
Eine konstruktiv einfache, aber sehr wirkungsvolle Vorstufentrenneinrichtung besteht aus einer drehbaren
Siebtrommel, in deren Siebtrommelwandung kleine Löcher vorhanden sind. Das Siebtrommelinnere ist mit einer Ableitung für nicht durch die Löcher passende Gemischbestandteile des Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches angeschlossen. Unterhalb der Siebtrommel ist eine zur Einleitstelle am Behälter der nachgeschalteten Brennvorrichtung führende Sammelleitung angeordnet. In der Siebtrommel, die die Vielzahl von Löchern mit einem Durchmesser zwischen ungefähr 2 und 5 mm aufweist, werden die organischen Stoffe abgesiebt und der daran anhaftende Sand abgespült.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Siebtrommel ein Gefälle aufweist, wodurch eine bessere Vortrennung erfolgt und die Ableitung des Wassers ohne weitere Hilfsmittel möglich ist.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn das eingeleitete Flüssigkeit- Feststoff-Gemisch vor der Einleitstelle über ein Höhengefälle geführt wird, so daß das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch an der Einleitstelle im Behälter die für die Sedimentation vorteilhafte niedrige Geschwindigkeit aufweist, die je nach
Gemischverhältnissen und den zu sedimentierenden Feststoffen ungefähr 0,3 m pro Sekunde oder weniger beträgt.
Die Ausleitstelle umfaßt vorteilhafterweise einen Ablauftrichter, der in seiner abgewinkelten Länge so dimensioniert ist, daß nur eine minimale Sogwirkung durch die Ablaufgeschwindigkeit entsteht. Wie beim Stand der Technik wird der Sand bzw. allgemein die das Sedimentbett bildenden körnigen mineralischen Feststoffe in kleinen Chargen abgezogen und gegebenenfalls entwässert. Dazu ist eine Schneckenfördereinrichtung, wie sie auch in der eingangs erläuterten DE 44 10 969 Cl offenbart ist, vorteilhaft.
Bei einer optimalen Ausführungsform ist die durch die Leiteinrichtung vorgegebene "Rinnenbreite" konstant. In Kombination mit dem Auslauf (insbesondere der durch dessen Form vorgegebenen Überfallhöhe) wird eine möglichst gleichmäßige Strömungseinheit erzielt.
Vorzugsweise befinden sich der Zu- und der Ablauf auf gleicher Höhe, so daß "Kurzschlußströmungen" unterhalb der Leiteinrichtung weiter minimiert werden.
Die Leiteinrichtung erstreckt sich -ausgehend von einer maximalen Beschickungsmenge - optimal ungefähr 100 mm über die Wasseroberfläche.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung mehrere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme zu den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf eine erfindungsgemäBe Sandwaschanlage, die mit einer neuen Leiteinrichtung ausgestattet ist,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß der Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht auf ein erfindungsgemäßes Leitblech und
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiteinrichtung .
Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung
Unter Bezugnahme zu den Fig. 1 bis 3 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Die in der Fig. 1 gezeigte Sandwaschanlage umfaßt einen Wasch- und Separierbehälter 1, der einen nach unten zulaufenden Trichterteil umfaßt. Der Behälter 1 ist mittels Stützen 2 auf dem Boden abgestützt. Wie aus der Draufsicht aus der Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Behälter 1 im oberen Teilbereich eine Kreisform auf und ist über diesen Teilbereich auch zylindrisch ausgebildet. Auf einer Seite, in den Figuren auf der rechten Seite, ist oberhalb einer Einleitstelle 13 in den Wasch- und Separierbehälter 1 eine Vorstufentrenneinrichtung 9 angeordnet, die eine drehbare
Siebtrommel 10 mit darin befindlichen Löchern und eine darunterliegende Sammelrinne 12 umfaßt. Sowohl die Siebtrommel 10 wie auch die Sammelrinne 12 sind in einem Gehäuse 11 aufgenommen. Die gesamte Vorstufentrenneinrichtung weist eine Länge auf, die fast dem Durchmesser des Wasch- und Separierbehälters 1 entspricht. Die Siebtrommel 10 wird durch einen hier nicht dargestellten Motor angetrieben und weist ein Gefälle auf. In den Siebtrommelinnenraum mündet eine Einleitung für das beispielsweise von einer Abwasserreinigungsanlage kommende Gemisch, das körnige mineralische Feststoffe wie Sand, organische Stoffe, Schwebestoffe, leicht- und schwerlösliche Stoffe beinhaltet. Die Sammelrinne wiederum mündet in einen Auslaß 14, der höher angeordnet ist als die Einleitstelle 13 in den Wasch- und Separierbehälter 1. Der Auslaß 14 und die Einleitstelle 13 sind über eine Rohrleitung miteinander verbunden.
In der Mitte des Behälters befindet sich ein Trichter 16, der in einen Ablauf 17 mündet. Der obere Trichterrand bestimmt den
Flüssigkeitsspiegel WSP. Die im Querschnitt gesehene Neigung des Ablauftrichters 16 ist so ausgelegt, daß eine minimale Sogwirkung durch die Ablaufgeschwindigkeit der überschüssigen Flüssigkeit entsteht, hier Wasser mit den darin mitgeführten Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen wie auch organischen Stoffen.
Im unteren Bereich des Wasch- und Separierbehälters 1 ist ein Rührwerk 18 angeordnet. In der Fig. 1 ist das Rührwerk schräg angeordnet, es ist aber auch möglich, dieses Rührwerk senkrecht anzuordnen. Das Rührwerk 18 umfaßt einzelne Paddel, die in dem sich ausbildenden Sedimentbett 22 aus den abgesunkenen körnigen mineralischen Feststoffen, im wesentlichen Sand, über einen Rührwerksantrieb 20 und ein dazwischengeschaltetes Getriebe 19 gedreht werden. Daran schließt sich eine mit dem unteren Behälterteil 1 verbundene Schneckenfördereinrichtung 3 an, die durch eine Stütze 5 abgestützt schräg aufwärts vorsteht. Die
Schneckenfördereinrichtung 3 umfaßt eine Hohlwendel 4, die durch einen Schneckenantrieb 7 und einem zwischengeschalteten Getriebe 6 angetrieben wird. Im oberen Endbereich ist ein AuswurfSchacht 8 vorhanden, über den ausgetragener und von der Hohlwendel 4 beförderter Sand ausbefördert wird.
Wie sehr gut aus der Draufsicht gemäß der Fig. 2 ersichtlich ist, ist im oberen Behälterteil 1 eine erfindungsgemäße Leiteinrichtung in Form eines Leitblechs 15 angeordnet. Das Leitblech 15 ist ein spiralförmig gewundenes Blech, das zu Beginn zusammen mit dem Behälterrand einen Kanal mit im wesentlichen konstanter Breite bildet, der dann durch die nebeneinander liegenden Leitblechwände geformt ist und sich spiralförmig bis zum Trichter 16 hin windet. Es ist somit eine spiralförmige Zwangsführung für das in den Behälter eingeleitete Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch gebildet. Das heißt, es erfolgt eine nach innen geführte gleichmäßige Gemischstromführung.
Das Leitblech 15 reicht nur über einen Teiltiefenbereich unterhalb des Flüssigkeitsspiegels WSP, nämlich bis zu einer solchen Tiefe, in der noch eine im wesentlichen horizontale
Strömung feststellbar ist. Des weiteren erstreckt sie sich über den Flüssigkeitsspiegel WSP, so daß auf der
Flüssigkeitsoberfläche schwimmende, beispielsweise organische Stoffe oder Schwebestoffe, nicht darüber spritzen oder überlaufen können. In der Fig. 3 ist insbesondere die Spiralform und Ausbildung des Leitblechs 15 nochmals gut erkennbar; insbesondere die spiralförmige Aufwicklung und die Bauhöhe.
Es wird nun nachfolgend die Arbeitsweise einer derartigen Vorrichtung beschrieben. Das mit Sand, organischen Stoffen, Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen vermischte Wasser aus beispielsweise einer Abwasserreinigungsanlage wird in die sich drehende Siebtrommel 10 eingeleitet. Durch die darin befindlichen Löcher mit einer Lochgröße zwischen 2 und 5 mm werden die organischen Teile abgesiebt und der daran anhaftende Sand abgespült. Das verbleibende Sand-Wasser-Gemisch wird von der Sammelrinne 12 aufgenommen und durch den Auslaß 14 zur Einleitstelle 13 geführt. Durch das Gefälle zwischen dem Auslaß 14 und der Einleitstelle 13 wird dem Sand-WasserGemisch eine für die im Behälter stattfindende Sedimentation geeignete Geschwindigkeit verliehen.
Mit dieser Geschwindigkeit wird dieses Gemisch an der
Einleitstelle 13 in den mit Wasser gefüllten Wasch- und Separierbehälter 1 tangential eingeleitet, wie dies am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist. Durch die erfindungsgemäße Leiteinrichtung 15 wird diese tangential eingeleitete Strömung nun gleichförmig, d.h. im wesentlichen mit gleichbleibender
Geschwindigkeit, etwa 0,3 m/sek. bzw. darunter spiralförmig bis zur Ausleitstelle, dem Trichter 16, geführt. Während der Verweilzeit im Behälter 1 setzen sich die körnigen mineralischen Feststoffe, im wesentlichen der Sand, von den organischen Stoffen, Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen, die noch in dem eingeleiteten Gemisch vorhanden waren, ab und bilden im unteren Behälterteil 1 ein Sedimentbett 22. Das überschüssige Wasser wird über den Trichter 1 mit den darauf oder darin befindlichen Reststoffen über den Ablauf 17 abgeführt.
Im ausgebildeten Sedimentbett 22 wird das Rührwerk 18 zur Durchmischung betrieben. Der gesammelte Sand wird fortlaufend chargenweise über die Schneckenfördereinrichtung austransportiert. Durch die hohlwendelartige Ausbildung erfolgt zugleich in der Austrageinrichtung 3 eine Entwässerung des geförderten Sandes. Der durch die Hohlwendel 3 geförderte Sand wird dann über den AuswurfSchacht 8 in ein geeignetes Behältnis gefüllt.
Bei der in der Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsform handelt es sich um einen Rechteckbehälter 31, bei dem zur Optimierung der Streckenlänge, die für die Sedimentation zur Verfügung steht, ein Rechteckwindungen aufweisendes Leitblech umfaßt. Dabei kommt es zwar im Bereich der Ecken der Rechteckwindungen zu Strömungsgeschwindigkeitsänderungen, aber grundsätzlich erfolgt hier auch eine bessere Aufteilung und Zwangsführung der zur Verfügung stehenden Oberfläche.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Trennen von körnigen mineralischen Feststoffen wie Sand von organischen Stoffen, Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen in einem Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch, wie beispielsweise ein Gemisch aus Abwasserreinigungsanlagen, bei dem das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch an einer radial außenliegenden Einleitstelle (13) tangential in einen Behälter (1) eingeleitet wird, - das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch mit einer derart niedrigen Geschwindigkeit zu einer radial innenliegenden Ausleitstelle (16) im Behälter (1) fließt, daß währenddessen die schwereren Gemischbestandteile, im wesentlichen die körnigen mineralischen Feststoffe, des Flüssigkeit Feststoff-Gemisches unter Bildung eines
Sedimentbettes (22) absinken, und die abgesunkenen Bestandteile des Sedimentbetts (22) ausgetragen und gegebenenfalls entwässert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch zwischen der Einleitstelle (13) und der Ausleitstelle (16) zumindest über einen Teiltiefenbereich spiralförmig zwangsgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsstromführung in gleichmäßig gewundenen Windungen erfolgt .
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsstromführung in Rechteckwindungen erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung durch eine spiralförmig gewundene
Leiteinrichtung (15; 32) bewirkt wird, die sich sowohl über als auch unter den Flüssigkeitsspiegel (WSP), erstreckt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralabstand der Leiteinrichtung (15; 32) zur Ausleitstelle (16) hin in solch einem Maß schmäler wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit im wesentlichen konstant bleibt.
6. Leiteinrichtung mit einem spiralförmig gewundenen Wandelelement (15; 32) zur spiralförmigen Zwangsführung eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches, das körnige mineralische Feststoffe wie Sand und auch organische Stoffe, Schwebestoffe, leicht- und schwerlösliche Stoffe beinhaltet, wie beispielsweise ein Gemisch aus Abwasserreinigungsanlagen, zwischen einer radial außenliegenden Einleitstelle (13) und einer radial innenliegenden Ausleitstelle (16) in einem Behälter (1) , wobei durch Sedimentation die schwereren Bestandteile des Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches, im wesentlichen die körnigen mineralischen Feststoffe, ausgeschieden werden.
7. Leiteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich diese sowohl über wie auch unter den Flüssigkeitsspiegel (WSP) erstreckt.
Leiteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leiteinrichtung (15; 32) bis in eine Tiefe unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (WSP) erstreckt, in der noch eine wesentliche horizontale Strömung festzustellen ist.
9. Leiteinrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralabstand der Leiteinrichtung (15; 32) zur Ausleitstelle (16) hin kontinuierlich abnimmt.
10. Leiteinrichtung nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung ein Leitblech (15; 32) ist.
11. Vorrichtung zum Trennen von körnigen mineralischen Feststoffen wie Sand von organischen Stoffen, Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen in einem Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch, wie beispielsweise ein Gemisch aus Abwasserreinigungsanlagen, mit einem Behälter (1) zur Aufnahme des Flüssigkeit- Feststoff-Gemisches und zur Ausbildung eines Sedimentbettes (22) aus im wesentlichen den sedimentierten Feststoffpartikeln, einer Einleitstelle (13) für das Flüssigkeit- Feststoff-Gemisch zur tangentialen Einleitung in den Behälter (1), - einer Ausleitstelle (16) zur Ausleitung der überschüssigen Flüssigkeit und der darin befindlichen
Schwebestoffe, der organischen Stoffe und dergleichen, und einer Austrageinrichtung (3) zum Austragen und gegebenenfalls Entwässern der abgesunkenen Bestandteile des Sedimentbetts (22) , dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiteinrichtung mit einem spiralförmig gewundenen Wandelelement (15; 32) zur spiralförmigen Zwangsführung des
Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches zwischen der Ein- (13) und der Ausleitstelle (16) im Behälter angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einleitstelle (13) eine mechanische Vorstufentrenneinrichtung (9) zur Abtrennung eines Teils der im Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch befindlichen Schwebestoffe, leicht- und schwerlöslichen Stoffe angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß - die mechanische Vorstufentrenneinrichtung (9) aus einer drehbaren Siebtrommel (10) besteht, in deren Siebtrommelwandung kleine Löcher vorhanden sind, das Siebtrommelinnere mit einer Ableitung für nicht durch die Löcher passende Gemischbestandteile des Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches angeschlossen ist und unterhalb der Siebtrommel (10) eine zur Einleitstelle (13) führende Sammelleitung angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel (10) ein Gefälle aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leiteinrichtung (15; 32) sowohl über wie auch unter den Flüssigkeitsspiegel (WSP) erstreckt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leiteinrichtung (15; 32) bis in eine Tiefe unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (WSP) erstreckt, in der noch eine wesentliche horizontale Strömung festzustellen ist.
17. Vorrichtung nach Ansprüche 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralabstand der Leiteinrichtung (15; 32) zur Ausleitstelle (16) hin kontinuierlich abnimmt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung ein Leitblech (15; 32) ist.
19. Vorrichtung zum Trennen von körnigen mineralischen Feststoffen wie Sand von organischen Stoffen, Schwebestoffen, leicht- und schwerlöslichen Stoffen in einem Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch, wie beispielsweise ein Gemisch aus Abwasserreinigungsanlagen, mit einem Behälter (1) zur Aufnahme des Flüssigkeit- Feststoff-Gemisches und zur Ausbildung eines Sedimentbettes (22) aus im wesentlichen den sedimentierten Feststoffpartikeln, einer Einleitstelle (13) für das Flüssigkeit- Feststoff-Gemisch zur tangentialen Einleitung in den Behälter (1), einer Ausleitstelle (16) zur Ausleitung der überschüssigen Flüssigkeit und der darin befindlichen
Schwebestoffe, der organischen Stoffe und dergleichen, und einer Austrageinrichtung (3) zum Austragen und gegebenenfalls Entwässern der abgesunkenen Bestandteile des Sedimentbetts (22), dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiteinrichtung mit einem spiralförmig gewundenen Wandelelement (15; 32) zur spiralförmigen Zwangsführung des
Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches zwischen der Ein- (13) und der Ausleitstelle (16) im Behälter angeordnet ist und die durch das Wandelement gebildete Rinnenbreite von der Ein- (13) bis zur Ausleitstelle (16) im wesentlichen gleichbleibend ist.
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