DE2030969C - Vorrichtung zur Aufbereitung und Reinigung von Wasser - Google Patents

Description

ter den Bedingungen einer mechanisch hervorgerufe- sung nach der Erfindung bildet weiterhin die Univer-

nen Bewegung des Wassers ,_lm Koagulationsmilieu salität ihrer Anwendung und Benutzung/da sie sich

nicht gelost. Die sogenannte kompakte Lösung ver- einesteils gut für die Aufbereitung von Trinkwasser

einigt in einem einzigen Behälter mit einem recht- in Kombination mit einem Filter sowie auch zum

winkligen Grundriß zwei technologische Vorgänge 5 Reinigen von verunreinigten Industrieabwässern eig-

der Aufbereitung des Wassers, und zwar die Tren- net.

niing der Suspension in einer vollkommen schweben- Die Lösung nach der Erfindung wird'unter Bezug-

den Flückenwirbelschicht und die Filtrierung mit nähme auf eine Zeichnung erläutert, die jedoch nur

Hilfe eines festen kernigen Materials, wobei die Ver- ein Beispiel einer Ausführung nach der Erfindung

teilung des Wassers vor dem Eintritt in die Flocken- io vorstellt und keineswegs den Umfang der AusfOh-

wirbelschicht mit Hufe von Funktionsschlitzen von rungsmöglichkeiten oder Ausnutzung der Erfindung

einer Planform vor sich geht und im Koagulations- einschränkt und nur zum Begreifen des Wesens der

raum der Klaranlagen ein mechanisch angetriebenes Erfindung dient.

Rührwerk angebracht ist, durch dessen Achse gleich- Fig. 1 stellt schematisch einen Querschnitt einer

zeitig der Zufluß des Wassers m diesen Raum erfolgi. .'beispielsweisen Ausführung einer Klärvorrichtung

Vor dem Schlitz, der gegen die Richtung der Rota- nach der Erfindung dar;

tion des Rührwerks gerichtet isi, ist ein Widerstand F i g. 2 zeigt eine Variante, ebenfalls im schemali-

in der Form einer Leiste oder einer Pr !lwand ange- sehen Querschnitt.

hi acht, und die Absetzräume sind oberhalb der Die Vorrichtung für die Aufbereitung und die Rei-

Fiiterkammern angebracht und von diesen durch ao nigung von Wasser besteht aus Schutzsystemen, von

Scheidewände getrennt. Die Konzeption der kompak- denen ein jedes durch eine rechteckige Ablaufrin-

ten Losung selbst schränkt sehr die Möglichkeiten ne 8, 8' gebildet ist, an deren Boden eine Durchspül-

riir deren Ausnutzung ein, wenn sie sogar diese nicht rohrleitung 11, 11' gelagert ist und in deren der

ganz problematisch macht; einesteils mit Rücksicht Koagulation^ kammer A zugewandten Seitenwand je

ai:f ihre meist nur ausnahmsweise Inanspruchnahme a₅ ein Vorschlitz 10, 10' gebildet ist; diese Ablaufrin-

fi:r Dringlichkeitsfälle, dies wegen des Mangels an ne 8, 8' ist mit einem Funktions- oder Doppelleit-

geeigneten Räumen; andernteüs mit Rücksicht auf schlitz 9, 9' versehen für die Verbindung mit einer

ihre Einzweckverwendbarkeit, da die kompakte Lö- Flockenwirbelschichtkammer B, B', und auf dem

sung nur eine beschränkte Anwendung zuläßt, z. B. dachartig geformten Scheitel der Koagulationskam-

bei der Aufbereitung des Wassers mit einem herabge- 30 mer A ist eine vertikale gerade Scheidewand gebil-

setzten Wirkungsgrad und mit einer problematischen det.

Betriebssicherheit. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist in einem

Zu den Nachteilen einer kompakten Lösung sowie Behälter 1 mit einem rechteckigen Grundriß untergeauch der anderen bekannten Lösungen gehört insbe- bracht, der durch eingesetzte Scheidewände 2, 3, 4, sondere eine nicht vollkommene En»schlämmung des 35 2', 3', -V, die sich über die ganze Länge dieses Behäl-Absetzraumes, die durch eine nicht ganz geeignete ters 1 erstrecken, in eine Koagulationskammer A, in und nicht zweckmäßige Gestaltung dss Bodens be- Flockenwirbelschichtkammern B, B' und in Absetzdingt ist. Der wichtigste Nachteil der bekannten Lö- räume C, C eingeteilt ist. Oberhalb der »Spiegel* sungen, die kompakte Lösung inbegriffen, liegt aber der FlockenwirbelschichUn befinden sich Kamdarin, daß ganz allgemein nicht genügend der Ein- 41 mem D, D' für geklärtes Wasser, die voneinfluß der Asymmetrie im Wasserverlauf durch die ander durch eine vertikale gerade Scheidewand 5 Durchflußschlitze der Flockenwirbelschichtkammer getrennt sind, die entlang der ganzen Länge des eines gemeinsamen Koagulationsraumes unterdrückt Behälters 1 hindurchgeht und eine ungewünschte ist. gegenseitige hydraulische Beeinflussung von zwei be-

Die angeführten Nach'eile beseitigt die Lösung 45 nachbarten Flockenwirbelschichten verhindert. Die

nach der Erfindung dadurcl., daß jedes der Schlitz- Trennwände 3, 3' bilden einen dachartiger, Scheitel

systeme durch eine rechteckige Ablaufrinne gebildet oberhalb der Koagulationskammer A, die von den an

ist, die in ihrer der Koagulationskammer zugewand- beiden Seiten und parallel mit dieser Koagulations-

ten Seitenwand einen Vorschlitz enthält und ferner kammer A angeordneten Absetzräumen C, C durch

mit einem Funktionsschlitz für eine Verbindung mit 50 senkrechte Wände 4, 4' getrennt ist. Die schiefen

einer Flockenwirbelschichtkammer versehen ist. Scheidewände 2, 2' trennen die Absetzräume C, C

Die Erfindung ermöglicht es, wirksam den Einfluß von den Flockenwirbelschichtkammern B, 3'. Die der hydraulischen Asymmetrie im Wassereinlauf auf oberen sogenannten Überfallkanten 6, 6' dieser schiedie Funkiionsschlitze der Flockenwirbelschichten fen Scheidewände 2, 2' büdun zusammen mit den inzu unterdrücken, die sich in einer gemeinsamen Koa- 55 neren Wänden des Behälters 1 Übi-rfallschlitze 7. 7'. gulationskammer befinden, wobei höhere technische die die Flockenwirbelschichtkammern B, B' mit den Wirkungsgrade erzielt werden, insbesondere in den Absetzräumen C, C verbinden. An den Stellen, an qualitativen Ergebnissen der Vorrichtung und in ih- denen sich die Scheidewände 2. 3. 4 und 2'. 3'. 4 rer Betriebssicherheit bei einem gleichzeitigen Erzie- treffen, sind die Ablaufrinnen 8, 8' angebracht, diolen einer höheren Leistung. Die Lösung nach der Er- 60 entlang der ganzen Länge des Behälters hindurchgcfindung ist außerdem fertigungstechnisch einfacher, hen und sowohl einen Funktion^iv.week sowie auch ökonomisch vorteilhafter und dies sowohl bei der einen Konstruktionszweck haben, v^on den Schlit/.s\- Fertigung als auch far ihre Anwendung im Betrieb. stemen besteht ein jedes aus einem Funktioiis-Im Vergleich zu einer kompakten Einheit stellt die schlitz 9 oder 9'. der zum Verteilen des Wassers vor Lösung nach der Erfindung kleinere Ansprüche an 65 dem Eintritt in die Flockenwirbelschiclitkammer B die Bedienung und an die Instandhaltung der Vor- oder B' dient, und weiter aus einem Vorschiit/. 10 richtung. oder 10', der die Ungleichmäßigkeiten der Stmmuiiü

Einer weiteren ausdrucksvollen Vorteil der Lö- beseitigt, die durch das Drehen dos Rührwerks 12 in

dor Koagulationskammer A entstanden sind. In den Ablaufrinnen 8. 8' ist je eine Durchspülrohrlcitung 11, W angeordnet, die mit seitlichen öffnungen versehen ist und zur Reinigung der Schlitzsysteme der Kläranlagen dient. Vom Konstruktionsgesichtspunkt bilden die Ablaufrinnen 8, 8' eine mechanische Verbindung der Scheidewände 2, 3, 4 und 2', 3', 4'.

In der Koagulationskammer A ist entlang der ganzen Länge dieser Kammer waagerecht ein Rührwerk 12 mit einer hohlen Rohrwelle 13 angebracht, die mit öffnungen 14 versehen ist und aus einer Zuleitung 15 gespeist wird, der das Wasser aus einer Rinne 16 für die Zuleitung des aufzubereitenden Wassers und für das Zuführen des Wassers in die Koagulationskammer A zufließt. Gleichzeitig dient diese hohle Rohrwelle 13 als Tragteil zum Anbringen von Rohrarmen 17. welche mittels eines Antriebs 18 des Rührwerks durch einen Elektromotor 19 mit einer zur Bildung von für den Verlauf der Koagulation in der Kammer optimalen Bedingungen der Turbulenz geeigneter Geschwindigkeit angetrieben wird.

Im oberen Teil eines jeden der beiden Absetzräume C. C" ist eine Leitwand 20 oder 20' angebracht, die entlang der ganzen Länge des Behälters 1 hindurchgeht und die Abdeckung vor dem Auslauf 21, IY des geklärten Wassers bildet. Im unteren Teil eines jeden Absetzraumes C. C befindet sich eine Abschlämm-BoJenöffnung 22, 22', die zum Ableiten des abgesetzten und eingedichteten Schlamms dient.

In der Höhe des oberen Spiegels der Kammern D, D' für das geklärte Wasser sind Sammelrinnen 23 für das Abführen des geklärten Wassers angebracht.

Die Lösung nach der Erfindung funktioniert wie folgt: Das mit dem Koagulationsmittel versehene bzw. »geimpfte« Rohrwasser fließt durch natürliches Gefälle aus der Rinne 16 für die Zuleitung des aufzubereitenden Wassers durch die Zuleitungsrohrleitung 15 in die hohle Rohrleitung 13 des Rührwerks 12, aus der durch die öffnungen 14 das Wasser gleichmäßig enilang der ganzen Länge der Koagulationskammer A verteilt wird. In dieser Kammer kommt es zur Koagulation und zum Entstehen der Suspension, die für die Flockenbildung für Flockenwirbelschichten geeignet ist. Die durch Einwirkung der duich die Rotation des Rührwerks 12, 17 hervorgerufenen Turbulenz gebildete Suspension wird in Bewegung gebracht längs Bahnen, die die Form eines sich ständig ausbreitenden Kreises haben und bis zum durch die Ablaufrinnen 8, 8' gebildeten Schlitzsystem führen. Die Ungleichmäßigkeiten in der Strömuns. verursacht durch die Rotation des Wassers, die durch die Tätigkeit des Rührwerks herbeigeführt wurden, werden mit Hilfe der Vorschlitze 10,10' eliminiert. Vor dem Eintritt in die Flockenwirbelkammern B, B' wird das Wasser durch die Funktionsschlitze 9, 9' verteilt, und in den Flockenwirbelschichtkammern B, B' selbst kommt es infolge der Verringeiung der Aufstiegsgeschwindigkeit des Wassers zur Agglomeration der gebildeten Flocken und zur Bildung einer vollkommen schwebenden Flokkenwirbelschicht. Aus den Flockenwirbelschichtenkammern B, B' steigt das Wasser, das praktisch von sämtlichem Inhalt der Suspension befreit ist, in die Kammern D, D' des geklärten Wassers auf, von wo es durch eine Sammelrinne 23 abgezogen wild. Ein Teil des Wassers mit den überflüssigen Flocken von den »Spiegeln« der beiden Flockenwirbelschichten wird über die Überfallkanten 6, 6' durch die Überfallschlitze 7, T in die Absetzräume C, C abgeführt, in denen deren Strömung durch die Leitwände 20,

ao 20' die gewünschte Richtung gegeben wird. In den Absetzräumen C, C kommt es zum Absetzen von Flocken ui;d zum Eindicken des Schlamms, der nach und nach durch die Abschlämmanschlüsse 22, 22' abgelassen wird. Das geklärte Wasser aus den Sammelrinnen 23 und aus den Ausläufen 21, 21' des geklärter. Wassers wird nachher entweder einer weiteren Verarbeitung, z. B. durch Filtrierung auf einem Schnellfilter bei der Aufbereitung auf die Qualität des Trinkwassers, unterworfen, oder es wird direkt verwendet, z. B. für den erneuten Umlauf als Brauchwasser im Fall einer chemischen Reinigung von Industrieabwassern. Die Durchspülrohrleitungen 11, 11' dienen zum Reinigen des Schlitzsystems durch Druckwasser, z. B. beim Betriebsbeginn, oder

für das Ausspülen und Entwässern der Kläranlage bei deren Entleeren.

Eine andere günstige Ausführung nach der Erfindung, mit nur einem Schlitz 9 zwischen Kammer A und B. die besonders für gewisse Anwendungsgebiete

oder kleinere Leistungen geeignet ist, zeigt die F i g. 2, deren Darstellung ohne besondere Beschreibung klar sein dürfte, zumal gleiche Bezugszeichen für gleiche Elemente benutzt wurden.

Die Lösung nach der Erfindung findet ein sehr großes Anwendungsfeld, da sie eine technisch sehr wirkungsvolle Lösungskonstruktion in einer neuen Anordnung darstellt, bei der die Nachteile der bekannten Lösungen beseitigt sind und die eine universelle Anwendbarkeit der Lösung'sicherstellt, mag es bei der Aufbereitung des Wassers oder bei dessen Reinigung sein, und dies gerade so gut bei kleinen mittleien sowie auch bei großen Leistungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

riß vorteilhafter. Zu den Vorrichtungen dieser Art

Patentanspruch: gehören insbesondere Langbecken- oder Galerien-

Kläranlagen, bei denen man zur Verteilung des Was-

Vorrichtung zur Aufbereitung und Reinigung sers eine gelochte Rohrleitung benützt und die gevon Wasser nach dem Prinzip einer vollkommen 5 wohnlich zur Aufbereitung von Wasser mit großen schwebenden Flockenwirbelschicht in einer Klär- Leistungen dienen. In diesem Zusammenhang ist anlage, die in einen mit einem rechtwinkligen es bekanntgeworden (vgl. deutsche Patentschrift Grundriß ausgeführten Behälter eingebaut ist, der 1 161 517), bei einer Klärvorrichtung mit rechteckidurch gerade eingesetzte Scheidewände in zumin- gern Grundriß auf dem First des dachförmigen Eindest eine Kammer für Flockenwirbelschichten, io baus, der die Koagrlationskammer begrenzt, eine einen Absetzraum und eine Koagulationskammer blatte anzuordnen, die sich aufwärts bis zu einer aufgegliedert ist, in der Koagulationskammer ein Höhe unter dem normalen Flüssigkeitsstand erRührwerk enthält und für die Verteilung des streckt.

Wassers vor dem Eintritt in die Flockenwirbel- Gegenüber anderen Kläranlagen, insbesondere

schichten an der Stelle des Zusammentreffens der 15 SchVitzkiäTanlagen, haben jedoch die^e Kläranlagen geraden Seht idewände Schlitzsysteme gebildet eine kleinere Leistung in bezug auf die Flächeneinsind, die eine Durchspülrohrleitung enthalten, heit und darüber hinaus einige weitere wichtige dadurch geke nnzeich net, daß jedes der Nachteile; diese liegen insbesondere darin, daß die Schlitzsysteme durch eine rechteckige Ablaufrin- Koagulationskamm^r außerhalb der eigentlichen ne (8, 8') gebildet ist, die in ihrer der Koagula- 20 Kläranlage unterzubringen ist, ferner, daß es in der tionskammer (A) zugewandten Seitenwand einen Verteilungsleitung zur Verschlammung durch sedi-Vorschlitz (10, 10') enthält und ferner mit einem mentierte Flocken kommt und endlich, daß beim Funktionsschlitz (9, 9') für eine Verbindung mit Übergang des koagulierten Flocken enthaltenden einer Flockenwirbelschichtkammer (B, B') verse- Wassers durch die Löcher in der Rohrleitung die hen ist. 25 schon gebildeten Flocken nochmals zerschlagen wer

den, was die normale Funktion der Flockenwirbe!-

schicht wesentlich beeinträchtigt.

Es sind auch Konstruktionen von »Schlitzkläranlagen« bekannt, die im Behälter mit einem rechtwinkli-30 gen Grundriß und mit geraden Durchflußschlitzen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auf- untergebracht sind. Bei dieser Lösung sind in dem bereitung und Reinigung von Wasser nach dem Prin- Behälter mit einem rechtwinkligen Grundriß durch zip einer vollkommen schwebenden Flockenwirbel- Einsetzen von geraden Trennwänden Köagulationsschicht in einer Kläranlage, die in einen mit einem kammern gebildet, Kammern »1er Flockenwirbelrechtwinkligen Grundriß ausgeführten Behälter ein- 35 schicht und Sedimentations- oder Absetzräume, und gebaut ist, der durch gerade eingesetzte Scheidewän- außerdem sind Schlitze in den Kammerböden der de in zumindest eine Kammer für Flockenwirbel- Flockenwirbelschichikammern vorgesehen. Diese Löschichten, einen Absetzraum und eine Koagulation- sungen benutzen die Vorteile der sonst bekannten kammer aufgegliedert ist. in der Koagulationskam- Rührwerke nicht. Einen Nachteil dieser Lösungen mer ein Rührwerk enthält und für die Verteilung des 40 bildet die Unmöglichkeit, ein gleichmäßiges Strömen Wassers vor dem Eintritt in die Flockenwirbelschich- des Wassers in der Koagulationskammer sicherzustelten an der Stelle des Zusammentreffens der geraden len und insbesondere optimale hydraulische Bedin-Scheidewände Schlitzsysteme gebildet sind, die eine gungen der Koagulation zu sichern, aus welchem Durchspüliohrleitung enthalten. Die erfindungsgemä- Grund sich diese Lösung in der Praxis nicht durchgeße Vorrichtung ist für kleine, nittlere und große Lei- 45 setzt hat.

stungen geeignet. Eine weitere Lösung, die sonst sehr eng auf die

Es sind mehrere Arten von Vorrichtungen für die Möglichkeit ihrer Anwendung für die Konzeption Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Trink- einer sogenannten kompakten Einheit beschränkt ist, wasser, bekannt, die unter Ausnutzen einer Flocken- benützt eine ältere Lösung mit der Unterbringung wirbelschicht, d. h. einer in Bewegung gehaltenen Sus- 50 der Kläranlage mit einer vollkommen schwebenden pension organischer flockiger Schlammgcbilde, ar- Flockenwirbelschicht und einem Schnellfilter in beiten, mit einer geometrisch unterschiedlichen Form einem einzigen Behälter und enthält dabe· zwar auch des Grundrisses. Zu den am besten arbeitenden ein Rührwerk als eine Quelle der Turbulenz in der Konstruktionen von Kläranlagen mit einer voilkom- Koagulationskammer; ihre kompakte Gesamtlösurg men schwebenden Flockenwirbelschicht gehört die 55 entspricht jed^ Ii den Betriebserfordernissen überKonstruktion mit einem kreisförmigen Grundrß haupt nicht, da eine Störung eines einzigen Teils der (vgl. deutsche OITenlegurigssehrift 1 317 391, franzö- kompakten Einheit die ganze Vorrichtung außer ßesische Patentschrift 11X9 746, USA.-Patentschrift trieb setzt, abgesehen davon, daß es zur Anwendung 2 969 149); ihre kreisförmige Disposition bildet je- dieser Lösung in der Praxis nur dort kommt, wo der doch gerade einen gemeinsamen Nachteil dieser 6u Benutzer nur über einen sehr beschränkten Raum Kläranlagen, da die Erstellung von solchen Einrich- verfügt ur.J sich mit der niedrigeren Klärleistung der Hingen in der Fertigung sehr anspruchsvoll ist mit kompakten Lösung begnügt, sowie auch mit einem Rücksicht auf die hohen Anforderungen an die Prä- schwierigeren Zugang zu den einzelnen Teilen der zision der Bearbeitung und der Montage tier inneren kompakten Einheit, was bei ihrer Störung im Laufe 'feile der Kläranlage. 65 des Betriebs nachteilig ist. Bei einer sogenannten

Vom Gesichtspunkt des Aufbaues einer Vorrich- kompakten Kläranlagen-Einheit ist das Problem tung zur Aufbereitung und Reinigung von Wasser eines gleichmäßigen Zuflusses zu den Durchflußsind Vorrichtungen mit einem rechtwinkligen Grund- schlitzen der Kammern der Flockenwirbelschicht un-