DE1517551C3

DE1517551C3 - Wasseraufbereitungs- oder Abwasserbehandlungsanlage

Info

Publication number: DE1517551C3
Application number: DE1517551A
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl.-Ing. 6209 Michelbacher Huette Passavant; Ewald 6209 Rueckershausen Thorn
Original assignee: Passavant Werke Michelbacher Hutte
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1966-01-13
Filing date: 1966-01-13
Publication date: 1974-05-09
Also published as: FR1516079A; NL158084B; ES335604A1; SE329973B; FI46058B; CH459079A; DE1517552A1; NL6700317A; GB1163599A; BE692499A; FI46058C; JPS5016092B1; DE1517551A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasseraufbereitungsoder Abwasserbehandlungsanlage \mit einer in der Mitte angeordneten Mischzone, in der eine von unten nach oben arbeitende Fördervorrichtung angeordnet ist, einer konzentrisch dazu angeordneten Reaktipns- bzw. Flpckungszone, die von oben nach unten durchströmt wird, und einer diese umgebenden Sedimentationszone sowie einer von unten erfolgenden Schlammrückführung in die Mischzone.

Zweck derartiger Anlagen ist es, die in dem Wasser bzw. Abwasser enthaltenen, fein verteilten mineralischen und organischen Feststoffe oder, sonstige Verunreinigungen in Form von Schlamm abzuscheiden. Zu diesem Zweck werden meist Flockungsmittel zugesetzt, die die zunächst gleichnamig elektrisch geladene auszuscheidende Partikel entladen, so daß eine Zusammenballung zu größeren Komplexen, d.h., eine .Flockung, erfolgen kann. Hierfür ist eine bestimmte Reaktionszeit erforderlich, die von dem pH-Wert des Wassers, der Viskosität und der Temperatur abhängt.

Die Flockung -wird dabei gefördert durch Rückführung von bereits ausgeschiedener Schlammsuspension, die also schon Flocken mit einer größeren Oberfläche aufweisen. Aus diesem Grunde setzt man eine derartige Schlammsuspension bzw. Feststoffe dem zu behandelnden Wasser bzw. Abwasser im Kreislauf wieder zu.

Bei einer bekannten Anlage (österreichische Patentschrift 197 290) wjrd durch eine Umwälz- bzw. Fördervorrichtung in der Mischzone das frisch zugeführte Wasser bzw. Abwasser mit den zurückgeführten Feststoffen durchmischt, wobei gleichzeitig eine Förderung von unten nach oben erfolgt. Das so erhaltene Gemisch, dem auch die Flockungsmittel zugesetzt sind, sinkt in einer konzentrisch zu der Mischzone angeordneten Reaktiohs- bzw. Flockungszone nach unten, wobei eine Vergrößerung der Feststoffteilchen, im, wesentlichen also die eigentliche Flockung erfolgt. Am unteren Ende dieser Zone ist eine Verbindung zu der äußeren Sedimentationszone vorgesehen, in der eine "Klärung erfolgt. Im-oberen' Teil dieser Sedimentationszone erfolgt die Abnahme des geklärten Wassers. Die Feststoffe sinken nach unten und werden mittels eines Krählwerkes einem Schlammsumpf zugeführt. Ein Teil der Feststoffe wird in die Mischzone zurückgeführt, so daß ein Kreislauf gebildet wird.

Bei dieser bekannten Anlage erfolgt , nun die Mischung bzw. Umwälzung mittels' eines schnelllaufenden Rührwerkes in Form eines Schaufelrades. Dabei wird zwar eine sehr gute Durchmischung errfeicht, gleichzeitig werden aber die in der Reaktionszone bereits gebildeten und in die Mischungszpne zurückgeführten ,größeren Komplexe bzwt*Flocken wieder zerschlagen, sp daß deren günstige Einwirkung auf die neu zugeführten feinsten Feststoffe bzw., auf die in der Reaktionszone noch nicht ausreichend ausgefiockten Teilchen verhindert wird.

Weiterhin ist es bekannt (deutsche Patentschrift 1070557), in einer Kläreinrichtung für Wasser und Abwasser Rührwerke mit gekuppelten Umwälzpumpen zu verwenden, welche im Becken Strömungen sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung erzeugen. Dabei wird jedoch nicht-mit einer zentralen Mischzone und konzentrisch dazu angeordneten Reaktions- und Sedimentationszonen gearbeitet, sondern es wird vielmehr eine im wesentlichen ungeregelte Turbulenz erzeugt. Dementsprechend tritt auch hv diesem Fall der Nachteil auf, daß Flocken, die bereits eine gewisse Qröße erreicht haben, wieder zerschlagen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs erwähnten-Art unter Vermeidung" der oben angedeuteten Nächteile so auszubil-, den, da'ßidie in die Mischzohe ^gelangenden größeren Flocken zwar ausreichend durchmischt, nicht jedoch

ίο zerstört werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Anlage nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine insbesondere eingängige Förderschnecke in einem lotrecht stehenden zylindrischen Gehäuse, das gleichzeitig als Einlaufturm für die Anlage dient, angeordnet ist. Diese Förderschnecke bewirkt eine Förderung unter sanfter Umwälzung.

Auf diese Weise werden alle Vorteile der bekannten Vorrichtung erreicht, d. h. also, eine ausreichende

ao Mischung bzw. Umwälzung des zugeführten Wassers bzw. Abwassers mit den Flockungsmitteln und den zurückgeführten Feststoff teilen sowie eine Förderung dieses Gemisches nach oben, so daß es anschließend in der Reaktionszone nach unten strömen kann.

as Gleichzeitig wird jedoch vermieden, daß die zurückgeführten Flocken zerschlagen werden, da die Umwälzung unter schonendsten Bedingungen erfolgt. Die Anlage nach der Erfindung ist also wirksamer als die bekannten Anlagen. . , * '

Das gleichzeitig als Einlauf turm dienende zylindrische Gehäuse unterstützt zusätzlich die schonende Umwälzung und Förderung.

Um zu vermeiden, daß vor allem bei größeren Anlagen die Flüssigkeit, auf die die Schnecke einwirkt, sich lediglich mit dieser dreht und nicht nach oben gefördert wird, kann man gemäß der Erfindung in unmittelbarer Nachbarschaft der Förderschnecke und/oder unterhalb ,dieser feststehende LeItWaHcIe₁ vorsehen, die vorzugsweise eine lotrechte und/oder radiale Erstreckung aufweisen. t

Die Förderschnecke kann eine stufenlose Drehzahlregelung aufweisen, ■ so daß sich die Förderleistung und die Umwälzung je nach den vorliegen-φηί Verhältnissen einstellen lassen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, daß:die-Förderschnecke und deren Antrieb für eine Fördermenge ausgelegt sind,' die im mittleren Drehzahlbereich etwa das Drei- bis Fünffache der zufließenden Rohwassermenge beträgt Es handelt sich dabei uin :die günstigsten. ;Bedingüngeh, bei denen einerseits eine zu starke Umwälzung und damit verbunden ein zu großer Energiebedarf und die Gefahr einer Inaktivierung einer

. Flockenbildung und -andererseits -eine zu -geringe Umwälzung und damit ein. zu geringer Schlamm-

kontaktvermieden-werden."'i - k&- [

Die Reaktionszone kann in-zwei konzentrisch angeordnete Reaktionskammern aufgeteilt sein. Dies hat den großen Vorteil, daß der Ablauf am unteren Ende der inneren Reaktionskammer praktisch vollständig in die Mischzone zurückgeführt wird und daß nur ein Teil des Ablaufes aus der äußeren Reaktionszone der Sedimentationszone zugeführt wird/ während ein anderer Teil ebenfalls in die Mischungszone gelangt. Die die innere Reaktionskammer durchströmenden, noch nicht voll ausgebildeten Flockungskompiexe, d. h. also, die kleineren Flokken, gelangen zurück in die Mischungzone, wo sie erneut mit großen Flocken aus der äußeren Reäk-

tionskammer in Berührung kommen sowie natürlich auch mit den Feststoffen des zugeführten Rohwassers. Da "die Gefahr^; eines Zerschlagens bereits vorhandener größer Flocken nicht besteht/ können in maximaler Weise große Flocken ausgebildet werden. ■ _; Dabei kann man den oberen und/oder unteren Bereich der Trerinwahd zwischen *len< beiden Reaktionskammern radial einwärts geneigt ausbilden! vorzugsweise in Gestalt eines Kegelstumpfmänteis.

Auf diese Weise wird eine maximal günstige Strömung in der Reäktionszone erreicht, durch; die die vorher ^:schon erwähnte Wirkung 'gewährleistet y/ird.'

Dabei können am oberenund/oder·unteren Rand der Trennwand¹ verstellbare Ldtwändei vorzugsweise je ein in axialer Richtung verschiebbarer Verstellring vorgesehen sein. Dadurch können die durch die innere und äußere Reaktionskammer fließenden Teilströme hinsichtlich ihrer Größe geregelt werden. Es werden· auch die gesamte Umwälzmehge beeinflußt, wenn man an der Trennwand zwischendenbeiden Kammern entsprechend Leitwände anbringt. */ - :

Der Schlatnmrücklauf soll Bei' der Anläge-nach der Erfindung nach Möglichkeit im wesentliehen aus dem Ablauf der ReaktionszOHe gespeist werden: Da es vorteilhaft ist, den Schlammsumpf unteihalb der Rohwasserzuführung anzuordnen, soll riach⁵ Möglichkeit vermieden werden^ daßiäus'dem Schlammsumpf; Feststoffe 5 iaüfgewirbelt' und in die Mischungszone zurückgeführt -werden; Dies^ kann erreicht werden durch eine r^cheEindi<^ung indem Schlammsumpf. Man kann zii diesem- Zweck «in ^f Rührwerk worsehen, vorzugsweise ein mit Rührschaufeln und/oder ein mit vertikalen Krählstäben versehenes Rührwerk.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Anlage beispielsweise dargestellt.

Fig. list ein Schnitt einer Ausführungsform der Anlage nach der Erfindung;'

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Anlage der .Fig. 1;.. ■ , . _# .

Fig. 3 ist ein Teilschnitt des Beckenrandes einer zweiten Ausführungsform; ·

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den in Fig. 3 dargestellten Teil der Anlage;

F i g. 5 ist eine Seitenansicht des in F i g. 3 dargestellten Teiles der Anlage;

F i g. 6 ist ein Schnitt durch einen Teil einer dritten Ausführungsform nach der Erfindung; * ' -'

F i g. 7 ist ein Schnitt nach B-B der Fi g. 6.

In einem Becken 1 ist ein Einlauf turm la angeordnet, der eine Misch- bzw. Aktivierungskammer 2 bildet. Diese Kammer ist konzentrisch umgeben von einer inneren Reaktions- bzw. Flockungskammer 3 und einer äußeren Reaktions- bzw. Flockungskammer 4. Diese wiederum wird von einer Sedimentationskammer 5 umgeben. '

Der Einlaufturm weist an seinem oberen Ende Auslaßöffnungen 6 und an seinem unteren Teil Einlaßöffnungen 7 auf. In dem Turm arbeitet eine Förderschnecke 8. Unterhalb des Einlaufturmes la ist ein Schlammsumpf 9 angeordnet. In den Einlaufturm ragt der Rohwasserzulauf 10. Parallel zu dem Rohwasserzulauf 10 ist ein Schlammabzug 11 vorgesehen, der in den Schlammsumpf 9 hineinragt und mit einem Absperrschieber 12 versehen ist. .*

Am oberen Ende des Einlaufturmes la ist ein An ν triebsmotor 13 und ein stufenlos regelbares Getriebe 14 für die Förderschnecke 8 vorgesehen.

Die Trennung zwischen der äußeren Reaktionskammer und der Sedimentationskammer erfolgt über eine senkrechte Trennwand 15, die in einem Abstand über dem Beckenboden angeordnet ist, so daß Flüssigkeit am unteren Ende der äußeren Reäktionskammer in die Sedimentationskammer eintreten 'kann. Die innere und die äußere Reaktionskammer sind getrennt durch eine ringförmige Zwischenwand 16, die an ihrem oberen und ihrem unteren Ende nach innen in Form von Kegelstumpfmänteln eingeschöben ist, so daß der Einlaß und der Auslaß in die innere Reaktionskammer einen geringeren Querschnitt haben als der eigentliche Reaktionsraum. Die aus den Auslaßöffnungen 6 austretende Flüssigkeit gelängt also entweder in die innere. Reaktiöns- »5 kämmer 3; oder in die äußere Reaktionskammer 4, wobei vor allem kleine Feststoffteilchen und noch nicht voll ausgebildete Flocken in die innere Kammer, größere Komplexe und voll ausgebildete Flokken in di& äußere Kammer gelangend Die in die ao innere Kammer gelangenden Teilchen haben in dem eigentlichen Kammerraum mit-verhältnismäßig großem-Querschnitt Zeit, Weiter auszuflocken. Sie ge- ·'·;. langen im _;wesentlichen vollständig zurück in die ;.'. Mischkammer. ^ ^v :■■■-· α.λ .·■ :.:,:-^,·ν^· ■■■
as Die in die äußere "Reaktionskammer 4 gelangen- ':'■ den Teilchen können ebenfalls weiter reagieren. Sie gelangen zum Teil iürück -'-in!die Mischkammer, wo / sie mit den kleineren. Teilchen der inneren Kammer und dem Röhwasser vermischt werden und dort die Flockung der kolloidalen Teilchen aktivieren, zum Teil -gelangen sie in die Sedimentätionskammer 5, wo sie sedimehtieren, so daß geklärtes Wasser ent-kommen werden kann. ; ^; :■= :.;;'

Die abgesetzten Teilchen werden von dem Schlammräumwerk 17 dem Schlammsümpf 9 zugeführt. Das Schlammräumwerk 17 ist mittels" einer verwindungssteifen Tragkonstruktion an einer umlaufenden Brücke 19, deren -Laufrader 20 -auf der Beckenkrone 21 ablaufen, aufgehängt. ^;Die -Brücke wird bewegt durch einen nicht dargestellten- Motorantrieb an dem Laufrad 20.; ^ > λ?-; m >i :· > v. \ - Das geklärte Wasser wird durch Ablauf rinnen 22 entnommen und einer außen unterhalb* der Beckenkrone 21 angeordneten Sammelrinne 23 izugeführt; die mit einem Ablauf 24 versehen ist. Die Ablaufrinnen 22 sjnd an einem Tragring 25 angeordnet.
·' 'Durch die konzentrische Anordnung der Reaktionskammern 3 und 4 sowie die dadurch gegebene Möglichkeit, die Trennwand 15 zwischen Reaktionskammern und Sedimentationskammer senkrecht aus-, zubilden, ergibt sich eine bequeme Möglichkeit zur ve'rwindungssteifen Aufhängung des Räumwerkes derart, daß dadurch die· Anbringung der Ablaufrinnen nicht gestört wird. . r
Man kann auch bei dieser Konstruktion in einfacher Weise eine Entnahmevorrichtung für Schwimmstoffe vorsehen, die im einzelnen in F i g; 3 bis 5 dargestellt ist. ·

Bei normalem Wasserspiegel 30 tritt das geklärte Wasser durch Ablauföffnungen 45 in die Ablaufrinnen 22 ein. Schwimmstoffe werden dabei zurückgehalten und weiden nicht entnommen.
..'■·■■", Hat Sich eine gewisse Menge von Schwimmstoff ■i- ^angesammelt und ist ein Räumen der Schwimmstoffe beabsichtigt, so 'wird ein normalerweise geöffneter ^v Steckschieber 44 an den äußeren Enden der Ablaufrinnen 22 geschlossen. Das Wasser wird dadurch angestaut, da es jetzt über den Überlaufrand 46 ab-

laufen muß, bis der Wasserspiegel 31 erreicht ist. Dieser Wasserspiegel liegt so hoch, daß ein an der Brücke 19 befestigtes Schwimmstoffräumschild 32 und ein Schwimmstoffschrapper 33 alle Schwimmstoffe erfassen, wobei diese jedoch so hoch über den Ablauf rinnen zu liegen kommen, daß sie. durch diese nicht mehr erfaßt werden. ■)

Per Schwimmstoffräumschild 32 schiebt die Schwimmstoffe in den Drehbereich des Schwimmstoffschrappers 33, der : sie _K seinerseits aiiber eine ι ο schräge Wand 33 α und das dabei umklappende Überfallwehr 40 in den Schwimmstoffauffang 42 fördert. Durch eine an der Brücke 19 befestigte _x Steuerschiene 38 wird über eine Steuerrolle 39 und entgegen dem Gewicht eines Gegengewichtes 41 das schwenkbare Überfallwehr 40 gerade immer dann nach unten geklappt, wenn die in Bewegungsrichtung vor dem Schwimmstoffschrapper befindlichen Schwimmstoffe in den Bereich des Schwimmstoffauffanges 42 gelangen. Während der_: übrigen Zeit bleibt das Wehr 40 in der hochgeklappten Stellung, damit das Wasser bis zu "dem Wasserspiegel 31 angestaut bleibt. * _:;

Der Schrapper 33 ist an Armen 34 mittels Gelenken 35 an der Brücke 19 schwenkbar befestigt. Er as kann infolgedessen nach oben ausweichen und ohne Schwierigkeiten über die Schwimmstoffablaufvorrich;-tung hinweggleiten. Die Arme 34 sind außerdem an einem Seil 36 befestigt, das die tiefste Lage des Schrappers begrenzt .

Die in F i g. 6 und 7 dargestellte Ausführungsform der Anlage nach der Erfindung entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten. Es sind lediglich am unteren Ende des Einlaufturmes Leitwände 50 dargestellt, die sich in lotrechter und radialer Riehtung erstrecken. Durch diese Leitwände wird vermieden, daß etwa das in der Mischkammer befindliche Wasser sich mit der Schnecke dreht und nicht nach oben gefördert wird. '.·■.. _; ?:; ί ·■..-■;■ . ·._:"

Die Trennwand 16 zwischen innerer und äußerer Reaktionskammer ist an ihren; oberen bzw. ihren unteren Enden, mit Verstellringen 51 und 52 versehen, die über zugehörige Spindeln in bestimmten Höhen einstellbar sind. Der obere-Verstellring 51 ist dabei mit V-förmigem Querschnitt dargestellt. Je nach seiner Stellung kann der Zufluß zur inneren bzw. äußeren Reaktionskammer eingestellt werden und damit der Rücklauf variiert werden. Der gleiche Zweck kann mit dem unteren Verstellring 52 erreicht werden. , ; --\.'■■-:·■'.,-- ^:;..-.- . .■ . :■ ^; '

Der Schlammsumpf 9 weist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.6 Rührschaufeln53 und vertikale Krählstäbe 54 auf. Beide werden angetrieben mittels eines Schneckenantriebs 55, der seinerseits über ein Übersetzungsgetriebe 56 von einem Motor 57 angetrieben wird. In diesem Falle ist es zweckmäßig, den Schlammabzug 11 am unteren Ende des Schlammsumpfes 9 anzubringen, uin den Schlamm möglichst rasch zu entfernen. ι ^ , : .

Claims

Patentansprüche:

1. Wasseraufbereitungs-öder Abwasserbehand- : lungsanlage mit einer in der Mitte angeordneten Mischzqne, in der -eine von unten nach, oben ■:·- arbeitende Fördervorrichtung angeordnet ist, einer konzentrisch dazu angeordneten Reaktionsbzw. .Flockungszone,- die von oben nach unten ^durchströmt wirdj^v und, einer diese umgebende Sedimentationszone sowie^ einer von .unten erfolgenden Schlammrückführung in die Mischzone, dadurch gek&:nn_;zeichnet, daß eine insbesondere eingängige Förderschnecke (8) in einem lotrecht stehendeii ^zylindrischen Gehäuse, das gleichzeitig; als Einlaufturm"(la) für die Anlage dient, angeordnet ist -

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nachbarschaft der Förderschnecke (8) und/oder unterhalb dieser feststehende Leitwände (50) vorgesehen sind, die vorzugsweise eine lotrechte und/oder radiale Ef-

,, 3, Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, -da-. durch gekennzeichnet, daß -die Förderschnecke (8) und deren Antrieb (13,14) für eine Fördermenge ausgelegt sind, Tdie im -mittleren Drehzahlbereich etwa das Drei- bis Fünffache der zufließenden Rohwassermenge beträgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen