DE1517701B2

DE1517701B2 - Vorrichtung zur reinigung von abwaessern

Info

Publication number: DE1517701B2
Application number: DE19621517701
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Pav, Jarmil, Prag
Priority date: 1962-03-27
Filing date: 1962-03-27
Publication date: 1971-09-16
Also published as: DE1517701A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern, die aus einer Pumpe und einem Schwimmaufbereitungsbehälter sowie Ejektoren für die Zuführung von Luft zu dem in der Pumpe erzeugten Flüssigkeitsstrahl besteht und bei der die herauszutragenden Teilchen im Schwimmaufbereitungsbehälter zur Oberfläche durch feinverteilte Bläschen von Luft getragen werden, welche durch Ejektoren der zu reinigenden Flüssigkeit zugefügt ist.

Um feste Stoffe aus Suspensionen zu gewinnen, wird eine Art von Schwimmaufbereitung verwendet, bei der Gas ununterbrochen in der Suspension gelöst wird und dann durch Herabsetzung des Druckes wieder aus der Flüssigkeit in einer Trenn- oder Ausscheidevorrichtung ausgeschieden wird, welche als Schwimmaufbereitungsbehälter ausgebildet ist. Diese Art der Schwimmaufbereitung hat aber den Nachteil, daß die Luftblasen nicht genügend Feststoffe heraustragen, weil die Luftblasen in zu geringer Anzahl gleichzeitig aus dem Flüssigkeitsstrom austreten.

Daher verwendet man heute überall noch die üblichen drei Verfahrensarten der Sedimentation, Filtration und Flotation zur Reinigung von Abwässern,' z.B. der Papierindustrie, der Zelluloseindustrie, der Textilindustrie und anderer.

Das am meisten verwendete Verfahren zur Reinigung von Betriebs- und Abwässern besteht im Auffangen von suspendierten Stoffen in Sedimentationseinrichtungen. Die Wirksamkeit solcher Einrichtungen ist bei optimalen qualitativen und quantitativen Bedingungen eine gute. Die Investitionsaufwände für den Bau von Sedimentationseinrichtungen sind aber ziemlich groß. Ein schwerwiegender Nachteil der Einrichtung dieses Typs ist aber der bedeutende Raumbedarf, der sich aus der verhältnismäßig langen Verweildauer ergibt, während welcher das Wasser in dem Funktionsraum zu verbleiben hat. Diese Einrichtungen haben eine nur begrenzte Belastungsfähigkeit und mit dem Ansteigen der Abfallwassermenge, die gereinigt werden muß, steigt auch die Anzahl dieser Raum und Investitionen benötigenden Einrichtungen. Ein weiterer bedeutender Nachteil dieser Einrichtungen ist ihre Empfindlichkeit gegen Überlastung, Schwankungen der Qualität der zu reinigenden Wässer und Änderungen des pH-Wertes. Diese Einrichtungen stellen darum auch an die Bedienung große Anforderungen.

Ein anderer Typ von zur Reinigung von suspendierte Stoffe enthaltenden Abfallwässern sind Filtrationseinrichtungen. Sie werden als Siebfilter in verschiedenen Ausführungsformen konstruiert. Die Investitionsaufwände von Filtrationseinrichtungen sind im Vergleich mit denen von Sedimentationseinrichtungen niedriger, aber ihre Reinigungswirkung ist auch unvergleichbar niedriger. Diese Einrichtungen haben eine hohe Störanfälligkeit und die Aufwände für die Bedienung sind ziemlich bedeutend. Für eine wirkungsvolle Reinigung großer Industriewassermengen sind darum Filtrationseinrichtungen ungenügend und wenig entsprechend.

Der dritte Typ von Einrichtungen, die für die Reinigung von Abfallwässer verwendet werden, sind Flotationseinrichtungen. Die Reinigungswirkung bei allen Typen von Flotationseinrichtungen wird einerseits erzielt durch die Anwendung von chemischen Mitteln, deren Wirkung in der Erzielung der notwendigen Koagulation von suspendierten Teilchen liegt, andererseits in der physikalischen Wirkung, durch welche die koagulierten Teilchen an die Oberfläche getragen werden. Der Wirkungsgrad von Flotationseinrichtungen ist aber gleichfalls niedriger als der von gut arbeitenden Sedimentationseinrichtungen. Neben ihrem geringen Wirkungsgrad sind als Nachteile die hohen Bedienungs- und Erhaltungskosten zu nennen. Sie erfordern eine fachmännische Bedienung.

Es ist auch bekanntgeworden, Flüssigkeiten, insbesondere Abwässer durch Behandlung mit mechanischen Schwingungen zu reinigen, wobei die Schmutzteilchen sich zusammenlagern und dann besser ausgeschieden werden. Dabei können unter Umständen auch Bakterien und andere gesundheitsschädliche Kleinlebewesen und deren Eier abgetötet werden, insbesondere, wenn während der Beschallung durch-die Flüssigkeit ein sauerstoffhaltiges Gas hindurchgeleitet wird. Es hat sich aber herausgestellt, daß diese Art der Reinigung in großem Maßstab nicht anwendbar ist, weil sich die Bedingungen hinsichtlich der Schallintensität nicht einhalten lassen.

Bekannt ist es auch, unter Anwendung von Ultraschall Gas in Flüssigkeiten, Gelen oder Schmelzen zu lösen, indem diese Gase durch einen Gasstromschwinggenerator in das Lösungsmittel eingeleitet werden. Diese Art der Lösung von Gas in Flüssigkeiten hat aber bei der Abwasser-Reinigung keine Anwendung gefunden, weil hier bisher die Reinigung in großem Maßstab aus den angeführten Gründen nicht möglich war.

Die Erfindung schafft nun eine Möglichkeit, um mit einfachen Mitteln eine außergewöhnlich hohe Reinigungswirkung durch mechanische Schwingungen zu erzielen.

Die Erfindung besteht darin, daß in der Leitung zwischen der Pumpe mit der Luftzuführungsleitung und dem Schwimmaufbereitungsbehälter ein hydrodynamischer Generator angeordnet ist, durch den die zu reinigende Flüssigkeit hindurchgeführt ist.

Bei dieser Anordnung des hydrodynamischen Generators läßt sich in den begrenzten Flüssigkeitsstrahl der Leitung eine außerordentlich hohe Intensität der mechanischen Schwingungen erzielen, durch die die mitgerissene Luft in feinste Bläschen zerteilt wird. Wenn dann diese mitgerissene und in feinste Bläschen zerteilte Luft aus der Leitung bzw. aus dem Generator in den Schwimmaufbereitungsbehälter austritt, tritt ein so intensives Sprudeln auf, daß ein ganz ungewöhnlich hoher Reinigungseffekt erzielt wird, weil die Luftbläschen die Feststoffanteile mit sich reißen und an die Oberfläche austragen, wo die Feststoffteilchen koagulieren.

Dieses intensive Austreten von Luftbläschen an der Stelle, wo der durch den hydrodynamischen Generator geleitete Strom des Abwassers in den Schwimmaufbereitungsbehälter austritt, läßt sich erfindungsgemäß zur Reinigung eines weiteren Flüssigkeitsstrahles ausnutzen, wenn neben der Leitung mit dem hydrodynamischen Generator eine weitere Zuflußleitung angeordnet ist, welche an einer Stelle im Schwimmaufbereitungsgefäß mündet, an der der austretende Strahl von den Feinluftteilchen des Strahles aus der Leitung mit dem hydrodynamischen Generatur durchdrungen wird. Durch diese Maßnahme wird die Energie, die dem hydrodynamischen Generator zugeführt wird, besonders gut ausgenutzt.

Die Größe der Luftteüchen kann durch die Intensität und die Frequenz der mechanischen Schwingun-

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3 4

gen reguliert werden. Die Dispergierung der Luft wasser und dies auch bei Schwankungen in großem wird wirkungsvoll unterstützt durch eine intensive Maßstab, gegen Schwankungen der Qualität der AbKavitation. Als Erreger der mechanischen Schwin- fallwässer, gegen Änderungen des pH-Wertes und gungen wird am besten ein hydrodynamischer Gene- gegen Schwankungen in der Menge der suspendierten rator für mechanische Schwingungen verwendet, der 5 Stoffe.

durch seine absolute Betriebsverläßlichkeit mit Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, daß keinerlei

Sicherheit die Erlangung der beiden verlangten und chemische Reagenzien zur Koagulation, zur Einstelwesentlichen Eigenschaften garantiert, daß heißt also lung des pH-Wertes, notwendig sind und daß die Aneine feine Dispergierung der Luftteilchen und ihre Sprüche an Bedienung im Vergleich zu den üblichen vollkommene Verteilung im ganzen Inhalt des zu rei- io Typen von Einrichtungen minimal sind. Die Investinigenden Wassers oder anderen Flüssigkeiten, welche tionskosten, die notwendig sind zum Bau der Einrich-Stoffe enthalten, die aus ihnen zu entfernen sind. Die tung gemäß der Erfindung, sind niedrig, ebenso die Luftteilchen tragen die im Wasser oder in der Flüs- Betriebsaufwände.

sigkeit enthaltenen Teilchen rasch an die Oberfläche .Durch den hohen Wirkungsgrad und die Geschwindes Wassers oder der Flüssigkeit, wo sie eine zu- 15 digkeit des Reinigungsprozesses erniedrigt die Einsammenhängende, völlig stabile Schicht bilden. Die richtung gemäß Erfindung die Verweilzeit des Abherausgetragenen Teilchen können weggerecht fallwasses im Wirkungsraum auf einen Bruchteil der werden oder man läßt sie in eine Sammelgrube über- Zeit, die z. B. bei einer Sedimentationsanlage notfallen, von wo sie weggeführt und in bekannter Weise wendig ist.
verarbeitet werden. 20 In Hinblick auf die verhältnismäßig geringen räum-

Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist nach- liehen Ansprüche und in Hinblick auf die Geschwinstehend an Hand eines in der Zeichnung schematisch digkeit des Reinigungsprozesses kann man die Einim Schnitt dargestellten Ausführungsbeispieles näher richtung zur Reinigung von Umlaufwässern verwenerläutert. den, die z. B. für die Spritzröhren von Papiermaschi-

1 bedeutet eine Grube für Abfallwässer, die zur 25 nen oder anderen industriellen Einrichtungen mit Reinigung bestimmt sind. Aus dieser wird durch die Rücklauf des Wassers in den Erzeugungsprozeß bePumpe 2 ein Teil oder die gesamte Menge des Was- stimmt sind, was eine radikale Einschränkung des sers oder einer anderen Flüssigkeit mit Hilfe der Lei- Verbrauches an frischem Wasser ermöglicht,
tung 3 und des Regulierorgans 4 durch den Generator Die Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern ge-

der mechanischen Schwingungen 5 in den Schwimm- 30 maß Erfindung hat ein weites Anwendungsgebiet aufbereitungsbehälter 8 geleitet. Im Falle daß das auf allen industriellen Gebieten, wo Abfallwässer Wasser oder eine andere Flüssigkeit in den Funk- suspendierte Teilchen enthaltende Flüssigkeiten enttionsbereich des Generators für mechanische Schwin- stehen.

gungen nur zum Teil geführt wird, wird der restliche Die Einrichtung gemäß Erfindung kann in Hin-

Teil durch eine besondere Leitung in die Nähe des 35 blick auf ihre geringen räumlichen Ansprüche und Erregers der mechanischen Schwingungen durch die ihre hohe Leistung als fahrbare oder übertragbare Leitung 4 geführt, wo er gleichfalls von den Feinluft- Einrichtung gebaut werden, was ihre unmittelbare teilchen durchdrungen wird. Dem Generator der me- Verwendung in der Nähe der Quellen von zu reinichanischen Schwingungen 5, der direkt in Wasser genden Wässern bzw. von Flüssigkeiten, die zu ent- oder eine andere Flüssigkeit, welche die zu entfer- 40 fernende Stoffe enthalten, ermöglicht. Eine transpornenden Stoffe enthält, getaucht ist, wird durch das table Einrichtung kann mit Vorteil auf vorüber-Rohr 6 Luft zugeführt, welche durch einen Ejektor gehende Zeit im Falle der Notwendigkeit oder bei angesaugt oder gegebenenfalls durch einen Injektor Überlastung von stabilen Einrichtungen verwendet zugeführt wird. Die Luft wird durch den Generator 5 werden. . .

auf äußerst feine Teilchen dispergiert, welche voll- 45 Ausfuhrungsbeispiele

kommen den Raum des zu reinigenden Wasses bzw. Die nachfolgenden Beispiele beziehen sich auf eine

der Flüssigkeit, welche die zu entfernenden Stoffe Menge von 10001 des zu reinigenden Abfallwassers; enthält, durchdringen. Im Schwimmaufbereitungs- der Gehalt an suspendierten Stoffen ist in Gewichtsbehälter 8 kommt es zu einem äußerst raschen Auf- prozenten angegeben,
steigen der suspendierten Teilchen zur Oberfläche. 50 . -I₁

An den Flanschen 9 kann eine Pumpe zur Vakuum- Beispiel 1

bildung über dem Raum des zu reinigenden Wassers Es wurden die im Abfallwasser bei der Erzeugung

bzw. der Flüssigkeit angeschlossen werden, wodurch von Zigarettenpapier suspendierten Stoffe entfernt, eine Beschleunigung des Prozesses erzielt werden wobei der Gehalt vor dem Durchgang durch die Einkann. 55 richtung 0,0697% betrug. Nach dem Durchgang

Die herausgetragenen Teilchen bilden auf der durch die Einrichtung während einer Verweildauer Oberfläche eine kompakte stabile Schicht, welche in von 3 Minuten wurde ein Gehalt von 0,0052 % festder Richtung des Laufes des gereinigten Wassers geestellt. Der Wirkungsgrad der Einrichtung betrug oder einer anderen Flüssigkeit fortschreitet und durch 92,52%. „ .

den Überfall 10 in den Sammelraum 11 gelangt, von 60 Beispiel 2

wo sie durch die Leitung 12 weggeführt wird. Das Das Abfallwasser bei der Erzeugung von Zigaret-

gereinigte Wasser oder eine andere Flüssigkeit strömt tenpapier hatte vor dem Durchgang durch die Eindurch das Regulierorgan 13 und die Leitung 14 ab. richtung

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist verhält- einen Gehalt von 0,4544 g/l

nismäßig klein, stellt also keine räumlichen An- 65 der Gehalt nach Durchgang durch

sprüche und hat einen sehr hohen Reinigungs-Wir- die Einrichtung betrug 0,0158 g/l

kungsgrad. Ein weiterer Vorteil ist ihre Unempfind- die Durchgangsdauer betrug 4 Minuten

lichkeit gegen Schwankungen der Menge der Abfall- der Wirkungsgrad der Einrichtung 96,60%

Beispiel 3

Das Abfallwasser bei einer Erzeugung von Kondensatorpapier wurde in der Einrichtung gereinigt.

Gehalt vor dem Durchgang durch

die Einrichtung 0,5037 g/l

Gehalt nach dem Durchgang durch

die Einrichtung 0,0148 g/l

die Durchgangsdauer betrug 4 Minuten

Wirkungsgrad der Einrichtung .... 97,07 %

Beispiel 4

Gehalt vor dem Durchgang durch

die Einrichtung 0,5946 g/l

Gehalt nach dem Durchgang 0,0049 g/l

Durchgangsdauer durch die Einrichtung · 5 Minuten

Wirkungsgrad der Einrichtung 99,18 %

Beispiel 5

Das Abfallwasser bei einer Erzeugung von grauem Packpapier wurde in der Einrichtung gereinigt.

Gehalt vor dem Durchgang durch

die Einrichtung 0,0609 g/l

Gehalt nach dem Durchgang 0,00235 g/l

Durchgangsdauer durch die Ein-

richtung 4 Minuten

Wirkungsgrad der Einrichtung .... 96,15 °/o

Beispiel 6

Das Abfallwasser bei einer Erzeugung von mittelfeinem graphischem Papier wurde in der Einrichtung gereinigt.

Gehalt vor dem Durchgang durch

die Einrichtung 0,4860 g/l

Gehalt nach dem Durchgang 0,0209 g/l

Durchgangsdauer durch die Ein-

richtung 4 Minuten

Wirkungsgrad der Einrichtung 95,77%

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern, die aus einer Pumpe und einem Schwimmaufbe-

• rettungsbehälter sowie Ejektoren für die Zufüh-. rung von Luft zu dem in der Pumpe erzeugten Flüssigkeitsstrahl besteht und bei der die herauszutragenden Teilchen im Schwimmaufbereitungsbehälter zur Oberfläche durch feinverteilte Bläschen von Luft getragen werden, welche durch Ejektoren der zu reinigenden ^Flüssigkeit zugefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (3) zwischen der Pumpe (2) mit der Luftzuführungsleitung (6) und dem Schwimmaufbereitungsbehälter (8) ein hydrodynamischer Generator (5) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Leitung (3) mit dem hydrodynamischen Generator (5) eine weitere Zuflußleitung (7) angeordnet ist, welche an einer Stelle im Schwimmaufbereitungsgefäß (8) mündet, an der der austretende Strahl von den Feinluftteilchen des Strahles aus der Leitung (3) mit dem hydrodynamischen Generator (5) durchdrungen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen