DE2215107A1

DE2215107A1 - Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Behandlung von Wasser, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2215107A1
Application number: DE19722215107
Authority: DE
Inventors: Ives Robert Marly le Roi; Mignot Jean Marcel Meudon; Richard (Frankreich)
Original assignee: Degremont Societe Generale dEpuration de dAssainissement
Current assignee: Degremont SA
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1972-03-28
Publication date: 1972-11-09
Also published as: GB1388025A; ES401144A1; US3788981A; SE378806B; DE2215107C2; BE781413A; AU4075072A; JPS5331639Y2; IT954594B; AR200237A1; CH542640A; CA991096A; JPS51156676U; AU456794B2; FR2132954A5

Description

DEGREMONT SOCIETE GENERALE D'APPLICATION & D«ASSAINISSEMENT 183, Route de Saint Cloud, Rueil Malmaison, Frankreich

Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Behandlung von Wasser, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, durch Dekantieren von einem Schlammbett, bei denen in dem gleichen Behälter eine Ausflockung und eine Dekantierung in zvrei übereinanderliegenden Zonen vor sich geht. Das Erfindungsprinzip ist auf die Behandlung von Flüssigkeiten jeder Art und insbesondere von Wasser anwendbar.

Es ist bekannt, daß beim Dekantieren vom Schlammbett die zu behandelnde Flüssigkeit, insbesondere Wasser, nach Zugabe eines entsprechenden Reagens, beispielsweise eines koagulierenden, ausflockenden oder den pH-Wert regulierenden Mittels usw. von unten nach oben quer durch d'as vorher gebildete Schlammbett zirkuliert, wobei das Schlanmbett das Einsetzen der Koagulation begünstigt, und selbst die gebildeten Niederschläge sowie die feinen Materieteilchen, die in Suspension .in der zu behandelnden Flüssigkeit vorhanden sind, sammelt zurückhält.

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Die Flüssigkeit zirkuliert durch das Schlammbett mit einer gewissen Aufstiegsgeschwindigkeit. Vorteilhaft ist diese Aufstiegsgeschwindigkeit so hoch als möglich; jedoch ist sie durch zwei Faktoren begrenzt: die Kohäsion der Schlämme einerseits, selbst teilweise Funktion der Qualität der zu behandelnden Flüssigkeit und die gewünschte Qualität der dekantierten Flüssigkeit auf der anderen Seite, die bestimmt ist als Funktion der späteren Behandlung, insbesondere Filtration, der man die Flüssigkeit unterwerfen will.

Bei bestimmten klassischen Dekantierverfahren auf dem Schlanmbett wird die zu behandelnde Flüssigkeit in die Vorrichtung mit gleichmäßiger Durchflußleistung eingeführt. Die Zirkulation der Flüssigkeit durch das Schlammbett lokalisiert sich rasch in bestimmten bevorzugeten Zonen, wo sich bevorzugte Kanäle, sogenannte "Züge" bilden, in denen die Flüssigkeit dann ohne wirklichen Kontakt mit dem Schlammbett steht. Um eine bessere Homogenität der Behandlung zu erzielen, verwendet man manchmal Systeme zum mechanischen Rühren der behandelten Flüssigkeit, die jedoch häufig eine Zerstörung des im wesentlichen brüchigen Ausgeflockten durch Zusammenstoß mit den mechanischen Elementen und durch die erzeugten Turbulenzen hervorrufen. Ein zufriedenstellender Zusammenhalt der Schlämme und eine brauchbare Qualität des dekantierten Wassers erhält man nur, wenn die mittleren Aufstiegsgeschwindigkeiten 3-4· m/h nicht überschreiten. Die Dekantieroberflächen liegen daher sehr weit oberhalb, der theoretisch notwendigen Flächen. Solche Systeme weisen im Endergebnis einen verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad auf.

Bei anderen Verfahren, insbesondere denjenigen nach der DT-PS 1 099 955 und der DT-PS 1 25h 095 ist die Dekantierung über dem Schlammbett bereits in soweit verbessert, als die Einführung der zu behandelnden Flüssigkeit diskontinuierlich in Perioden mit großem Durchsatz während sehr kurzer Zeiträume erfolgt, die regelmäßig mit verhältnismäßig langen Ruhezeiten abwechseln. Die Flüssigkeit wird daher gleichmäßig über den gesamten unteren Teil des Dekantierbeckens verteilt. Das

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Schlamnibett, das während der Phasen großen Durchsatzes regelmäßig von unten nach oben "pulsiert", wird in homogener Expansion in seiner ganzen Masse gehalten, wobei ein inniger Kontakt zwischen Flüssigkeit und Schlamm sichergestellt ist. Die Flüssigkeit zieht im wesentlichen längs vertikaler Strömungsfäden ab. Bei richtigem Dekantiervolumen liegt die Aufstiegsgeschwindigkeit zwischen 4 und 5 m/h und es ergeben sich gute Behandlungsresultate.

Jedoch schränkt die Gefahr der Zerstörung des Zusammenhaltes des Schlammbettes die Aufstiegsgeschwindigkeiten-auf 4 oder

5 m/h ein, wenn man eine ausreichende Qualität der zu behandelnden Flüssigkeit erreichen will. Oberhalb dieser Geschwindigkeit beobachtet man einen massiven und kräftigen Wiederaufstieg des Schlammes und es kommt zu einer Gesamtzerstörung des Schlammbettes. Darüber hinaus ist die Zuführung der Behandlungsflüssigkeit diskontinuierlich und es entstehen örtliche Turbulenzen und Zerstörungen des Zusammenhaltes der Schlämme.

Die Erfindung bzweckt die Vermeidung dieser Unbequemlichkeiten und die Schaffung der Möglichkeit, bei gleicher Qualität der dekantierten Flüssigkeit Aufstiegsgeschwindigkeiten von

6 bis 10 m/h zu erzielen, ohne daß es zu einem Bruch des Zusammenhaltes des Schlammes kommt. .

Die Erfindung bezieht sich somit auf ein verbessertes Verfahren zum Dekantieren über einem Schlammbett in einer Vorrichtung mit einem einzige Becken, das zwei übereinanderliegende Zonen aufweist, nämlich eine Zone, in der die zu behandelnde Flüssigkeit gegebenenfalls unter Zusatz von geeigneten Reagenzien zur Sicherstellung der Ausflockung in Berührung mit dem Schlammbett steht, und einer Zone, in welcher die Dekantierung der Flüssigkeit erfolgt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit am Boden der Vorrichtung homogen an jeder Stelle des Bodens eingeführt wird, dann zu einer laminaren Strömung durch das Schlammbett gezwungen wird, um den Zusammenhalt des

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Schlammbettes aufrecht zu erhalten, und schließlich dadurch, daß in der Dekantierzone der Abzug der Flüssigkeit erneut laminar in Einrichtungen erfolgt, die die aus dem Schlammbett mitgenommenen Teilchen abtrennen.

Das Vorfahren gemäß der Erfindung läßt sich in einer Vorrichtung durchführen, wie sie im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert wird. Selbstverständlich handelt es sich hierbei nur um ein Ausführungsbeispiel und es lassen sich alle anderen Formen, Abmessungen und Anordnungen, die nach dem Grundprinzip der Erfindung gewählt sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, verwenden.

Die Vorrichtung besteht beispielsweise aus einem einzigen Becken, über dessen Boden die zu behandelnde Flüssigkeit, im Ausführungsbeispiel Wasser, eingeführt wird. In diesem Becken bauen sich im Zuge der Behandlung drei übereinanderliegende Zonen auf, die in der Zeichnung schematisch von unten nach oben wie folgt bezeichnet sind:

eine vom Schlammbett Λ. eingenommene Behandlungszone, eine Prinärzone B zur Trennung von Flüssigkeit und Schlamm und

eine Dekantierzone C. .

Die zu behandelnde Flüssigkeit wird über den Boden des Beckens mit Hilfe von Verteiler- und Trennorganen 2 zugeführt, die so angeordnet und verteilt sind, daß eine homogene Zuführung der Flüssigkeit über die ganze Beckenfläche gewährleistet ist.

Die? Zufuhr der zu behandelnden Flüssigkeit zum Becken erfolgt kontinuierlich, jedoch ist der Durchsatz beispielsweise wegen Pulsationen in einem Teil des Eingangsdurchsatzes varir.be?., um das Schlammbett über seine ganze Höhe homogen halten zu können.

Die zu behandelnde Flüssigkeit wird am Ausgang der Organe 2 der Wirkung von Einrichtungen unterworfen, die ihre turbulente

Strömung in eine laminare Strömung mit parallelen ßtrömungs-

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fäden umwandeln. Es kann sich bei diesen Einrichtungen um an sich bekannte Einrichtungen handeln, beispielsweise um Horden oder Siebe 3 oder um einen Rost 4 oder um über den Organen 2 angeordnete Röhren von zweckentsprechenden Querschnitt und zv/eckentsprechender Höhe. Infolge 'der Anordnung dieser Einrichtungen bleibt die Abtrennung der Flüssigkeit über dem Schlammbett homogen mit großen AufstiegsgeschwindigV keiten, weil die Möglichkeit der Erzeugung einer Turbulenz fehlt. Das Schlammbett A,, bleibt in seiner ganzen Höhe wirksam und man kann für die zu behandelnde Flüssigkeit sehr bedeutende Aufstiegsgeschwindigkeiten ohne Gefahr der Zerstörung des Zusammenhaltes des Schlammbettes vorsehen¹.

Der größte Teil des ausgeflockten Schlammes wird durch bekannte Einrichtungen entfernt, nämlich eine Trennvorrichtung für Flüssigkeit und Schlamm, die mit 5 bezeichnet ist, und eine Schlammabzugsvorrichtung 6. Über der Zone B zur Trennung von Flüssigkeit und Schlamm, gegebenenfalls über dem Schlammbett A^ wird ein Abschlußorgan 7 vorgesehen, welches aus Röhren, Platten oder Geweben besteht und unter 30° bis 70° gegen die Vertikale geneigt bezüglich der Beckenoberfläche angeordnet und durch Stahlkabel, einen Plattformträger oder jedes andere äquivalente bekannte Mittel gehalten wird, wobei die Höhe der einzelnen dieses Abschlußorgan bildenden Elemente ebenso wie die Zwischen*» räume zwischen diesen Elementen veränderlich sind und auf die zu behandelnde Flüssigkeit wirken, wobei der Austritt derselben zVischen den Platten oder in den Rohren aber immer laminar bleiben muß. Dieses Abschlußorgan erlaubt die Stabilisierung des Schlammes, welcher infolge der großen Aufstiegsgeschwindigkeit, die im Inneren des Schlammbettes entsteht, bei schlechter Einstellung die Neigung haben würde, seinen Zusammenhalt zu verlieren, folglich auch einen Ausgleich eventuell fehlenden Zusammenhalts und schließlich die Dekantierung bis zum extrem möglichen Ausmaß verhindern würde. Die Dekantierung ist wesentlich verbessert und die ausgeflockten, aus der Trennung von Flüssigkeit und Schlamm entstehenden Schlämme werden in dieser Vorrichtung "gefangen". Die dekantierte Flüssigkeit wird durch geeignete Organe 8 gesammelt, die im oberen Teil des Beckens

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angeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung vorgeschlagene Vorrichtung erlaubt den Durchfluß der zu behandelnden Flüssigkeit durch die Ausflockungszone Λ in die Dekantierzone C ohne Änderung der Geschwindigkeit und unter Annahme hoher Aufstiegsgeschwindigkeiten bis zu 10 m/h für eine bestimmte Qualität an dekantier/ter Flüssigkeit.

Das Dekantierergebnis wird um 40 bis 100 % verbessert. Bei einer Temperatur von beispielsweise 18⁰C kann in der Vorrichtung gemäß der Erfindung die zu behandelnde Flüssigkeit eine Aufstiegsgeschwindigkeit von 9 m/h für eine Endturbidität von 3,2 internationalen Jackson-Einheiten erreichen, während in einem klassischen Apparat für die gleiche Endturbidität und die gleiche Qualität der Behandlungsflüssigkeit die Aufstiegsgeschwindigkeit nur 5 m/h erreicht.

Außer diesem beträchtlichen Vorteil gegenüber dem bekannten Verfahren, bei denen die Aufstiegsgeschwindigkeit 4 bis 5 m/h nicht überschreitet, liefert die Erfindung den Vorteil, daß sie bei gleicher Aufstiegsgeschwindigkeit eine dekantierte Flüssigkeit von einer Qualität liefert, die wesentlich weniger Verschlammung aufweist, und die Filtrationsgeschwindigkeiten von 40 bis 100 % über denjenigen mit normal dekantierter Flüssigkeit für die gleiche Dauer des Filtermarsches erlaubt. Die vorliegende Erfindung liefert noch den weiteren Vorteil, daß sie sehr rasch und sehr leicht durch zweckmäßige Regelung auf starke Änderungen der Flüssigkeitsqualität am Beckeneintritt anspricht, und zwar ohne Gefahr eines plötzlichen Zusammenbruchs des Schlammbettes.

Darüber hinaus erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Verwendung einer Vorrichtimg mit geringerem Platzbedarf für gleichen Flüssigkeitsdurchsatz gegenüber klassischen Apparaturen.

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Paßt man schließlich das erfxndungsgemäße Verfahren einer normalen Dekantieru:i£ an, dann kann man beträchtlich die Leistung der letzteren erhöhen, ohne daß man eine ne'ue Dekantiervorriclitunc konstruieren muß.

-Patentansprüche:-

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Claims

Patent a rs s v> r ü ehe

1. Verfahren zum Dekantieren von Flüssigkeiten, insbesondere Vasser, von einen Schlammbett in einer nur ein einzigen Becken enthaltenden Vorrichti 1115, in der sich im Zuge der Behandlung zv^rei übereinanderliegende Zonen aufbauen, in deren einer die zu behandelnde Flüssigkeit, gegebenenfalls nach Zugabe geeigneter Reagenzien zur Sicherstellung der Ausflockung, mit dem Schlammbett in Berührung kommt und dieses mix einer bestimmten Aufstisgsgeschwindigkeit durchquert, und in deren anderem die Dekantierimg der Flüssigkeit erfolgt, dadurch gekennzeichnet , daß die zu behandelnde Flüssigkeit am Boden des Beckens gleichmäßig über alle Punkte des Beckenbodens verteilt eingeführt, anschließend für den Durchgang durch das Schlanmbett zu einer laminaren Strömung gezv/ungen und in der Dekantierzone die Flüssigkeitsströmung erneut als laminare Strömung geführt vfird und die mitgenommenen Teilchen außerhalb des Schlammbettes eibgetrennt vjordcii.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeich η e t , da:3 die Flüssigkeit dem Bchandlungsbecken kontinuierlicli, aber mit veränderlicher DurchfluC-leistung zugeführt v:ird.

3. Vorrichtung zu Durchführung des Verfahrens nach Anspruch. 1 und/oder 2, g e k e η η ζ e i c h η e t durch ein einziges Becken (1), über dessen Boden Vorrichtungen (2) zur über den ganzen Boden gleichmäßigen Verteilung der zu behandelnden Flüssigkeit vorgesehen sind, und durch Einrichtungen (3, ^b) zur Sicherstellung einer laminaren Strömung der JT^ssigkait durch das Schlammbctt (Λ.) und zur Abtrennv.:;".· :".?r mitgenommenen Teilchen von der dnc Schlamir.bett (-V-, ) ν^rI-:.ssenden Flüssigkeit.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zur Umwandlung der turbulenten Strömung der in das Becken (1) eintretenden Flüssigkeit in eine laminare Strömung aus Sieben oder Horden (3), Rosten (4), Röhren oder Planen oder gewellten Platten o. dgl. von zweckentsprechendem Querschnitt und zweckentsprechender Höhe oberhalb der Mittel (2) zur Einführung der Flüssigkeit in das Becken (1) bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß in angemessenem Abstand von dem Schlammbett (A,,), vorzugsweise in der "Primär"-Zone der Trennung von Flüssigkeit und Schlamm, ein Abschlußorgan (?) zur Trennung der behandelten Flüssigkeit von durch diese mitgenommenen Teilchen vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Abschlußorgan (7)aus parallelen, zur Horizontalen geneigten Flächen besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußorgan (7) aus einem Bündel von Rohren, Planen, oder gewellten Platten oder aus Geweben besteht, die jj/eils zwischen 30° und 70° gegen die Horizontale geneigt sind.

0. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das über dem Schlammbett (A.,) angeordnete Abschlußglied (7) durch Kabel, eine Tragplattform o. dgl. gehalten ist.

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