DE7138603U - Vorrichtung zur mechanisch-chemischen Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung - Google Patents
Vorrichtung zur mechanisch-chemischen Wasseraufbereitung und AbwasserbehandlungInfo
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Description
G 655
PASSAVANT-WEKKE
MTOHKLRAGHER HÜTTE
MTOHKLRAGHER HÜTTE
6209 Aarbergen
Vorrichtung zur mechanisch-chemischen Wasseraufbereitung
und Abwasserbehandlung
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur mechanisch-chemischen
Wasseraufbereitung und/oder Abwasserbehandlung durch Flockung und Sedimentation bei gleichzeitiger optimaler Eindickung der
anfallenden Schlämme.
Ais modernes Verfahren für die mechanisch-chemische Behandlung
von Wasser und Abwasser werden sogenannte Schlammkontaktanlagen eingesetzt. Dabei wird unter Schlammkontakt ein Vorgang verstanden,
der im wesentlichen dazu dient, die Größe der sich durch Chemikalienzugabe
bildenden Flocken zu erhöhen, um auf diese Weise ihre Sinkgeschwindigkeit zu vergrößern. S chi aminkont akt anlagen
zeichnen sich aus diesem Grunde gegenüber vorangehenden Flockungs- und Sedimentationsanlagen dadurch aus, daß sie auf Grund ihrer
Konstruktion eine höhere Oben"läehenöeiastung im Sedimentationsteil gestatten, als es ohne Herstellung des Schlammkontaktes
möglich gewesen wäre.
Die Erhöhung der Sinkgeschwindigkeit durch Fiockenvergrößerung im SchiamiitKontakt ist notwendig, um einen ausreichenden Reinigungseffekt des Gesamtsystems dahingehend zu erreichen, daß nur ein
sehr geringer Prozentsatz der in der Schlammkontaktanlage enthaltenen Feststoffe mic dem Kiarwasser nach oben entweicht.
'■ b
Diese Schlammkontaktanlagen sind in der Regel als Rundbecken ausgebildet, erhalten ihren Rohwasserzulauf im Zentrum und unterscheiden
sich von normalen Klärbecken dadurch, daß in ihrer Mitte eine Plockungszone angeordnet ist, in der dem Wasser bzw.
Abwasser Chemikalien zur Flockenbildung, d.h. zur Erleichterung der Fest-FlUssigtrennung in der Sedimentationszone zugesetzt
werden. Die Flockenbildung erl'olgt in dieser Zoi.e unter Rühren
oucx νιιιηαιιιβιιι UiC 50 w-l-luc veil ** xwivCü uicveii uuiuii Vi luuiigcli cun
Umfang der Flockungszone in die Sedimentationszone aus. Deren Oberfläche beansprucht in der Regel etwa 85 % der gesamten Oberfläche
des Rundbeckens. Die Flocken sedimentleren in diesem
Bereioh einer Schlajnmkontaktanlage, während das von Feststoffen
sehr weitgehend gereinigte Wasser und/oder Abwasser den Sedimentationsraum, z.B. durch radial angeordnete Sammelrinnen oben
verläßt.
In der Sediraentationszone dieser bekannten Anlage bilden sich
vertikal oder horizontal gerichtete Strömungen aus, die die Sedimentation der Feststofflocken mehr oder weniger stark behindern.
Zusätzlich wird durch die Turbulenzverhältnisse in den einzelnen Reaktionszonen im Zentrum der Schlammkoritaktaniage die
Sedimentationsfähigkeit der gebildeten Flocken unter Umständen stark negativ beeinflußt. Eine optimale Eindickung der abgeschiedenen
Klärschlämme erfolgt ebenfalls nicht. Der Platzbedarf derartiger Systeme ist durch die maximal zulässige Aufstiegsgeschwindigkeit
des Klarwassers begrenzt, die zur Sinkgeschwindigkeit der gebildeten Flocken in einem bestimmten Verhältnis stehen
muß; die Aufstiegsgeschwindigkeit des Klarwassers darf in keinem Fall die Sinkgeschwindigkeit der gebildeten Flocken überschreiten.
Es ergeben sich aus diesem Grunde sogenannte Oberflächenbelastungen für die Behandlung von Wasser und/oder Abwasser, die in der
Größenordnung von nur 2-5 vP Klarwasserablauf pro Quadratmeter Sedimentationsfläche und Stunde liegen. Auf Grund der oben angegebenen
Prozentzahl beansprucht die Sedimentationsfläche den
relativ größten Teil der Beckenoberfläche, so daß sich insgesamt/sefei»/
+/ ρ
große Einheiten ergeben. Die Beckenoberfläche/ ausgedrückt in m , und ihre Belastung, ausgedrückt in m/h, sind brauchbare Vergleichsmaße,
die auch für die Beurteilung der nachfolgend beschriebenen Neuerung herangezogen werden können.
+/ des Sedimentationsteils
Ss ist Aufgabe eier vorliegenden Neuerung, die geschilderten ;
Nachteile zu beseitigen, also insbesondere eine kompakte Vorrichtung zu finden. 3ei der Lösung dieser Aufgabe wird davon
ausgegangen, daß es vorteilhaft ist, die sogenannte Entstabilisierung der das Wasser verunreinigenden Peststoffe, d.h.
die wirksame Herabsetzung ihres meist negativen Zetapotentials im Sinne einer Ausfloclcung· von der eigentlichen Flockungsstufe,
in der es zur AusDlldung sichtbarer Flocken kommen soll,
räumlich zu trennen. Da in einer Schlammkontaktanlage in der Regel derartig unterschiedliche Verhältnisse nicht herzustellen
sind, eignen sich diese Systeme nicht für die optimale Behandlung •■■on Wasser oder Abwasser nach mechanisch-chemischen Verfahren.
Gemäß der Neuerung wird die geschilderte Aufgabe dadurch gelöst, daß einem Becken, in dessen oberem Abteil die Sedimentation
der Peststoffe und in dessen unterem Abteil die Eindickung der sedimentierten Feststoffe erfolgt, ein separates Abteil zum
Flocken und diesem ggf. ein weiteres Abteil zum Entstabilisieren der Peststoffe vorgeschaltet ist. Durch diese neuartige Kombifl
nation wird die Entstabiiisierung der Feststoffe von deren Fiok-
~ kuüg sowie diese beiden Vorgänge deutlich vor. der Sedimentations-
und Eindickzone getrennt, woduron sioh die in diesen verschiedenen
Zonen erf orderl"' ^hen Umwälzströmungen nicht gegenseitig
negativ beeinflussen, sondern in der für den jeweiligen Vorgang notwendigen und optimalen Form vorgesenen werden können. Auch
kann durch entsprechende Dimensionierung der einzelnen Abteile die gewünschte Aufenthaitszeit erreicht werden, was sich u.a. in
einer bestmöglichen Ausnutzung der Flockungs- und Entstabilisierungsmittel
auswirkt.
Nach einem Ausgestaitungsgedanken der Neuerung kann zu diesem
Zweck sowohl das Flockungs- als auch das Entstabilisierungsabteil mit mindestens einem vorzugsweise getrennt antreibbaren
Rührorgan versehen sein, das für einen innigen Kontakt des zuge gebenen Chemikals mit dem zulaufenden Rohwasser sorgt.
Um auch die Sedimentation der Schlammflocken optimal zu gestalten,
sind im Sedimentationsabteil sogenannte Schrägplattenabscheider angeordnet, die eine hohe Abscheideleistung mit sehr gutem
Abscheidegrad und, verglichen mit herkömmlichen Absetzbecken,
»4*
geringem Platzbedarf verbinden. Sind darüber hinaus die Schrp'3-plattenabscheider
mit oberhalb ihrer unteren Schlammaustrittsöffnung liegenden Ablauföffnungen zum vorzeitigen Abzug des
gereinigten Wassers versehen, dann können die Schl^jnmflocken,
die sich im Gleichstrom mit. dem Wasser auf der Oberseite der schrägen Piauten abwärts bewegen, nach Abzug des gereinigten
Wassers ohne störende Turbulenz in das darunterliegende Eindickabteii gleiten,, wo sie unter stetig steigender Eindickung allmählich
zum Beckenboden un«i in den Sumpf gelangen, von v/o sie
dann z.B. mit Hilfe einer Pumpe abgesaugt werden.
Weitere erfinderische Merkmale der neuen Vorrichtung werden an Hand von Ausführungsbeispielen erlä'^ert, die in den Zeichnungen
dargestellt sxrid. Es zeigen:
Fig.l einen vertikalen Längsschnitt durch eine Reinigungsvorrichtung
mit nebeneinanderliegenden Abteilen,
Fig.2 eine Draufsicht zu Fig.l,
Fig.J> einen Längsschnitt durch eine andere Reinigungsvorrichtung,
bei der das Fiockungsabteil und teilweise auch das Entstabilisierungsabteil über dem
Sedinientat-ionsabteil liegt.
Fig.4 eine Draufsicht zu Fig.5,
Fig.5 einen Längsschnitt durch eine weitere Reinigungsvorrichtung mit längsgeräumtem Eindickabteil.
Gemäß Fig.l und 2 sind in einem Becken 1 mit rechteckigem Querschnitt
nebeneinander ein Sedimentations- (2), 3in Flockungs-
und ein Entstabilisierungsabteil (4) angeordnet. Unter dem Seuimeritationsab+'-il
(2) liegt das Eindickabteil (5), das hier kreisrunden Querschnitt hat, um den Einbau eines rundlaufenden. Krählunö
Räumwerks 6 zu ermöglichen, und stufenlos in das darüberliegende, im Querschnitt quadratische Sedimentationsabteil 2
übergeht.
Im Entstabilisierungsabteil 4 ist ein (7) und im Fiockungsabteil 3
sind zwei Rührer 8 vorgesehen, die von entsprechenden Brücken bzw.
Stegen 9,10 getragen werden. Eine ähnliche Brücke 11 überspannt euch das Sedimentations- und Eindickabteil 2,5 und dient in erster
713860315.6.72 /5
Lir.ie zur Lagerung aes KrMhI- vu.d Räui:;werks o. Die zum Räumwerk.^·
gehörenden Schlaiuir.icratzer 12 arbeiten hierbei in Richtung auf
aen in der Kitr.e des dorthin abfallender, .Beckenbodens vorgesehenen
ScrlaruTSunipf IJ.
Daö Seair:;entationsabteil 2 ist r.'iit mehreren nebeneinanäerliegenden
und damit parallelgeschalteten Paketen von Schrägplatter.absscheiaern
14 od.dgl. angefüllt, deren Zuiaufseite oc3n liegt und deren
unteres Austrittsende für den Schlamm urur.itteibar über aem Eindickabteil
5 lieg»,. Die Flatten der Abscheider sind hier in
Richtung des vom Flockungsabteii J -n-er «corritnenäen Zulauf Stroms
geneigt, so daß aer Zulauf am oberen Eintritt urn mehr als 90
umgelenkt wird. Sie können aoer auch eine entgegengesetzte Neigung
haben. Wie aus Fig.i zu ersehen ist, sind die Platten der Ab scheider im unteren Bereich nach unten abgewinkelt. An dieser
Knickstelle sind nicht dargestellte Trennflächen vorgesehen, die
das von den Flocken befreite Wasser vorn Schlamm trennen und seine vorzeitige und wirbelfreie Abführung ermöglichen. Die diesen
Trennflächen zugeordneten Ablauföffnungen sind an nach oben geführte Ablaufleitungen 15 angeschlossen, die ihrerseits in obere
horizontale Ablaufrinnen 16 münden. Der Flüssigkeitsspiegel in diesen Rinnen 16 und in der nachgeordneten Sammelrinne 17 ist
dabei in bezug auf den im Fiockungs- bzw. Sedirnentutionsabteii
aufrechterhaltenen Spiegel so geregelt, daß das gereinigte Wasser selbsttätig aus den Abscheidern 14 in die Rinnen 10,17 fließt.
Flockungs- (Jj) und Sedimentationsabteil (2) sind durch einen V/aridurchbruch 18 miteinander verbunden. Über diesen Durchbruch steht
das Flockungsabteii J> ausschxießlich mit der oberen Zulaufseite
der Schrägplattenabscheider in Verbindung; deren zur Brücke gerichtete Innenseite ist durch ein Begrenzungsblech gegen den nicht
mit Abscheidern gefüllten Beckenteil getrennt, um Kurzschluß-Strömungen zu verhindern. Die Welle des Krähl- und Räumwerks 6,12
kann dann durch den einbaufreien Innenabschnitt ungehindert hindurchtreten.
Die zwischen dem Flockungs- und dem Sedimentationsabteil vorgesehene Stauvsand 19 bewirkt, daß schwere Flocken u.U. gar nicht
erst mit in die Abscheider gelangen, sondern sich schon im Flokkungsabteil 3 absetzen. Sie sammeln sich dann auf dem schräg abfallenden Abteilboden und können von dort mit Hilfe einer auch
den Schlammsumpf IJ des Eindickabteils bedienenden Pumpe 21 abgezogen
werden. ? 13 86 03 1 5. 6. 72 /6
Die Ausführungsform gemäß Pig.3 u^-d ^ unterscheidet sich von
der vcrbeschriebenen dadurch, daß das Flockungsa'oteil 23 ganz
oberhalb des Eindickabteils 25 und größterteils neben dem Sedimantationsabteil
22 liegt. Es hat winkelförmige Gestalt, wobei in dem tiefer herabreichenden Teil die Rührer δ angeordnet sind
und der flachere Teil über die Oberseite der Abscheider 24 gezogen ist. Auch das Entstabilisierungsabteil H- liegt teilweise
über dem Flockungs- (23) bzw. Eindickabteil (25), so daß sich
insgesamt eine sehr kompakte Einheit ergibt. Rührer und Krähl-
bzw. Räumwerke werden hier von einer einzigen kreuzförmigen Brücke 20 getragen, von der aus auch dit Qualität des in den
Rinnen 26 abfließenden Klarwassers überwacht werden kann.
Fig.5 wiederum zeigt im Längsschnitt eine weitere Variante zu der
tn Pig.l und 2 dargestellten Vorrichtung. Und zwar hat hier das
Eindickabteil 35 keinen runden, sondern einen rechteckigen Querschnitt,
der sich mit dem des Sedimentationsabteils deckt, so öaß die Wände der beiden Abteile stufenlos und ohne ir^and.welche
Schrägflachen ineinander übergehen. Dieses rechteckige od.er
quadratische Eindickabteil 35 wird hierbei von einem an einem
Gestänge 27 befestigten Krähl- (28) und Räumwerk 29 bedient, das
eeinerseits an einem auf dem Beckenrand längsverfahrbaren, brückeneröigen
Gestell 30 angebracht ist. Die Räumkanten sind doppelt vorhanden, so daß in beiden Fahrtrichtungen geräumt werden kann.
Anschläge 31 für das Fahrgestell 30 verhindern, daß das Krähl-
und Räumwerk 28,29 an die Beckenwände anstößt und oeschädigt wird.
Da in beiden Fahrtrichtungen geräumt wird, sind auch an beiden Querseiten des Eindickabteils 35 Schlammsammeirinnen 32 vorgesehen,
aus denen der Schlamm mit Hilfe der Pumpe 21 abgesaugt wird.
Die Wahl eines rechteckigen Querschnitts für das Eindickabteil hat außer dem Vorzug, daß schräge Übergangsflächen zum Sedimen-Uitionsabteil
fehlen, auch noch den erheblichen Vorteil einer günstigeren Raumausnutzung. Auch der Herstellungsaufwand für ein
rechteckiges Becken ist geringer als für ein teils rundes, teils rechteckiges Bscken. Alle diese Vorzüge gelten im übrigen unabhängig
davon, ob über dem Eindickabteil ein Sedimentationsabteil angeordnet ist oder nicht, oder ob statt der dargestellten
/7
Paralleiplattenabscheider andere Abscheiderarten oder -verfahren vorgesehen sind. Auch die in dein rechteckigen Becken in Längsrichtung
arbeitenden Krähl- und Räumwerke stellen eine vorteilhafte Lösung dar, die unabhängig von der Art ist, wie und von
wo der einzudickende Schlamm anfällt.
Die Funktion der Vorrichtungen ist folgende:
Das zu behandelnde Wasser bzv;. Abwasser gelangt zunächst in
das Entstabilisierungsabteii 4, in der. in der Hegel hyJrolysierende
Metallsalze, z.B. EiSeP-(IIl)-ChIOrId., Aluminiumsulfat oder
polymere, kationische Polyelektrolyte, zugesetzt werden.
Im gleiche!. Beckenabteil kann auch die pH-Korrektur durch Zugabe
entsprechender pH-Stellmittel zum Wasser und/oder Abwasser erfolgen.
Die in dieser Weise vorbehandelte Mischung verläßt: das Entstabilisierungsabteii
4 in Richtung auf ein nachgeschaltetes Flockungsabteil 3,?2, in dem es zur Ausbildung sichtbarer, seaimentierbarer
Flocken kommt und das sich von dem Entstabilisierungsabteii 4 durch grundsätzlich andere Turbulenzbedingungen unterscheidet
.
Die Aufenthaltszeit des Wassers bzw. Abwassers in diesen beiden Abteilen richtet sich in der Regel nach den verfahrenstechnischen
Erfordernissen.
Aus dem Flockungsabteil 3*23 gelangt das Flocken/Wassergemisch
nunmehr in das Sedimentationsabteil 2,22, in dem die Pakece der
Schrägpiattenabscheider 14,24 angeordnet sind. In diese tritt das Flocken/'Wassergemisch von oben ein und strömt zusammen mit den
sich absetzenden Flocken im Gleichstrom nach unten. Nach dem vorzeitigen
Abziehen des gereinigten Wassers können die Flocken allmählich in das Eindickabteil 5*25 absinken.
Unter diesen Bedingungen ergibt sich, daß unterhalb der Schrägpiattenabscheider
14,24 praktisch keine Turbulenz herrscht und Jas Absinken der sedimentierten Feststoffe im Eindickabteil nahezu
störungsfrei erfolgen kann.
Auf Grxind des oben beschriebenen verfahrenstechnischen Ablaufs
der Sedimentation ist es nunmehr möglich, daß die abgeschiedenen flockenförmigen Feststoffe, über 8o % der ßeckengrundfiäche aus
den Aoscheidern austretend., in sehr gleichmäßiger Weise in das
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unter dem Sedim&ntationsabr.eil liegende Kindickab'oeil gelangen.
Dieses ist entsprechend den Erfordernissen der Dimensionierung von an sich bekannten Schlammeindickern ausgelegt und gestattet
die optimale Konzentration der in der Sedimentatioi phase ausgeschiedenen
Feststoffe.
Der eingedickte Schlamm wird aus dem zentrisch angeordneten konischen
Schlammsumpf I3 bzw. den beiden Sehlammsammelrinnen J52 des
Eindickabteils 5,25,55 mit Hilfe der Pumpe 21 abgezogen. Zur Auffüllung
des dem jeweils pro Zeiteinheit abgezogenen Schlammvolumens entsprechenden Trübwasservol·- 3ns im Eindickabteil dient
eine Wassermenge, die ohne Störung des Sedimentationsprozesses dem oberen Abteil des Beckens kontinuierlich entnommen wird. Hierdurch
erfolgt ein Austausch der Plüssigkeitsphap-e oberhalb des
eindickenden Schlanrnes. Eine Anfaulung des unterhalb der Abscheider
befindlichen Trübwassers wird auf diese Weise vermieden.
Gegenüber herkömmlichen Schlammkontaktanlagen, die eine verfahrenstechnisch
notwendige Trennung von Entstabilisierungs sowie Flockung und Sedimentation nicht gestatten, verringert sich der
Platzbedarf einer derartigen Vorrichtung um das 6- bis 12fache,
je nachdem, ob es für die Abwasserbehandlung oder die Wasseraufbereitung nach mechanisch-chemischen Verfahren eingesetzt wird.
Aarbergen J, den 5.IO.71
Pat.BK/AKr.
Pat.BK/AKr.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur mechanisch-chemischen Wasseraufbereitung
und/oder Abwasserbehandlung durch FiJCKung und Sedin.entation
der im Wasser mitgefährten Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet,
daß einem Behälter (1), in dessen oberem Abteil (2,22)
die Sedimentation der Feststoffe und in dessen unterem Abteil (5^25,35) die Eindickung der sedimentierten Fes^sioffe erfolgt,
ein separates Abteix (3>23) zu;n Flocken und diesen, ζ^Γ. ein
weiteres Abteil (4) zum Entstabilisieren der Feststoffe vorgeschaltet
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Flockungs- (3,23) und/oder das Entstabilisierungsabteii (4)
mit mindestens einem Rührorgan (7,8) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sedimentationsabteil (2,22) in der Draufsicht einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, und das Eindickabteil
(5,25) einen runden, vom Sedimentationsabteil (2,22)
umschriebenen Querschnitt hat, wooei beide stufenlos ineinander
übergehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß im Sedirnentationsabteii (2,22) Schrägplattenabscheider (14,
24) angeordnet sind.
5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Eindickabteii (j55) -inen rechteckigen, vornehmlich dem
des Sedimentationsabteils (2) angepaßten Querschnitt hat.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder J>, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flockungsabteii (2^j) mindestens teilweise über dem
Sedimentationsabteil (22) und vorzugsweise ganz über dem Eindickatteil (25) liegt.
VorrichLuii^ p.v-j:. einen, atr An^prü^he i OxS o, da_durch ^eicennzeichnet:,
c'aß aas Kir.diukabbeii (5,25,35) mit einem
Krähl- und/oder Räumwerk: (6,28,29) versehen ist, das von
einer das Sedimentationsabteil (2,22) überspannenden Brücke ^0,30) getragen wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Brücke (20) auch die Plockungs- und Enustabilislerungsabteile
(4,23) überspanne und uort die Rührorgane (7,8) trägt.
9· Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Räum- und Krählwerk (28,29) an einer Brücke (j50) befestigt
ist, die auf dem Beckenrand in beiden Richtungen längs verfahrbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4 und einem oder mehreren der übrigen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten der Schrägplattenabscheider
(14,24) in Richtung des vom Flockungsabteil
(?,23) her kommenden Zulaufr>troms geneigt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schrägplattenabscheider (14,24) oberhalb ihrer unteren Schiammaustrittsöffnungen AbIauföffnungen zum vorzeitigen
Abzug des gereinigten Wassers? aufweisen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 13., dadurch gekennzeichnet, daß an
die Ablauföffnungen für das gereinigte Wasser nacft oben in
horizontale Ablaufrinnen (16,26) geführte Ablaufleitungen (15)
angeschlossen sind.
13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß Flockungs- und Eindickabteil (3,5) je einen getrennten Schlaicmsumpf (I3) aufweisen, die an eine gemeinsame
Sch.lammsaugpumpe (21) angeschlossen sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 5, 9 oder I3, dadurch gekennzeichnet,
daß das rechteckige Eindickabteil (35) an beiden quer sur Krähl- bzw. Räumrichtung verlaufenden Seiten Schlammsammelrinnen
(32) aufweist, die an die Schlammsaugpumpe (21) angeschlossen sind.
Aarbergen J, den 5*10.71
Pat.BK/AKr.
Pat.BK/AKr.
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