DE2321223C2

DE2321223C2 - Wasserbehandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2321223C2
Application number: DE2321223A
Authority: DE
Inventors: Edward H. East Brunswick N.J. Dohnert
Original assignee: Ecodyne Corp
Current assignee: Ecodyne Corp
Priority date: 1972-04-27
Filing date: 1973-04-26
Publication date: 1984-05-17
Also published as: US3929640A; ES413469A1; CA993579A; DE2321223A1; AU472959B2; AU5253873A; IT980336B; CH553587A; GB1411879A; JPS4948150A; JPS5617129B2

Description

Sulfat gebildet wird. Infolge Reaktion von Natriumcarbonat mit diesen Salzen bildet sich Calciumcarbonat Dementsprechend wird die anfangs im Wasser vorhandene Härte (Calcium- und Magnesiumsalze) teilweise abgebaut, wenn die schwach löslichen Substanzen, Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxid, ausgefällt werden.

Normalerweise wird ein Koagulationsmittel wie Alaun, Matriumaluminat oder Eisensulfat bei der Behandlung zugesetzt, um das Abscheiden der gebildeten Trübung und Niederschläge vom Wasser zu unterstützen. Ist bei organischen Substanzen eine Sterilisation und Reduktion erforderlich, so wird bei der Behandlung gleichfalls Bleichsäure bzw. Chlorgas verwendet- Durch entsprechende Abweichung bei der chemischen Behandlung kann auch eine Kieselsäurereduktion erzielt werden.

Die Wasserbehandlungsvorrichtung 10 umfaßt einen offenen Behälter 12 mit einer zylindrischen Seitenwand 14 und einem Boden 16. Im Behälter 12 ist eine zylindrische Trennwand 18 angeordnet, welche eine obere Öffnung 18a und eine untere öffnung 186 besVzt

Ein Steigrohr 20 ist innerhalb der Trennwand 18 angeordnet Es umfaßt eine untere öffnung 22 und eine ringförmige Verteilerkammer 26, an die eine Mehrzahl von Düsen 28 angeschlossen ist. Die Düsen 28 sind gerade nach oben gerichtet, und obwohl nur zwei Düsen 28 zur Verdeutlichung dargestellt sind, können mehrere Düsen verwendet werden.

Rohwasser wird unter einem Druck in die ringförmige Verteilerkammer 26 über eine Zulaufleitung 30 eingeleitet Das Wasser wird durch einen zylindrischen Mittelabschnitt 32 des Steigrohrs 20 nach oben abgegeben. Das Wasser strömt dann durch einen kegelstumpfförmigen Strömungsregelabschnitt 34. In einem Anwendungsfall, bei dem sich große Mengen von Niederschlagen bilden, kann an das Steigrohr 20 ein ringförmiger Abschnitt 36 zum vorbereitenden Durchmischen angefügt sein. Eine horizontal angeordnete scheibenförmige Umlenkp'atte 38 und eine ringförmige Umlenkplatte 40 unterstützen die Durchmischung von Niederschlägen und Wasser.

Die Trennwand 18 und der Behälter 12 bilden eine ringförmige Absetzzone 42. Das Steigrohr 20 und die Trennwand 18 bilden eine ringförmige Misch- und Umwälzzoiie 44. Das Steigrohr 20 bildet eine Steigzone 46, die an ihrer oberen Öffnung mit der Misch- und Umwälzzone 44 in Verbindung steht. Die Steigzone 46 sieht mit dem unteren Abschnitt der Absetzzone 42 über die öffnung 49 in Verbindung.

Im unteren Abschnitt der Absetzzone 42 ist ein Schaber 48 angeordnet, der sich dreht und dabei den gesamten Boden 16 des Behälters 12 überstreicht. Der Schaber 48 wird durch einen auf der Oberseite des Behälters 42 angeordneten Motor 50 sowie über eine Antriebswelle 52 angetrieben, welche sich durch die Steigzone 46 erstreckt

Ein kegelstumpfförmiger Trichter 53 ist auf dem Schaber 48 angeordnet. Die untere öffnung 55 des Trichters 53 ist auf eine Schlammgrube 54 gerichtet. Umgewälzte Niederschläge bzw. Ausfällungen strömen aufwärts durch den Trichter 53, durch die Öffnung 49 und in den unteren Abschnitt der Steigzone 46.

Die Schlammgrube 54 ist zentral im Boden 16 des Behälters 12 angeordnet und befindet sich unterhalb des Trichters 53. Schlammeindicker 56 werden über die Welle 52 mit dem S .haber 48 gedreht. Der Schlamm wird aus der Schlammgrubc 54 über eine Schlammabzugsleitung 58 abgezogen, wie es allgemein bekannt ist Die aufwärtsgerichteten Düsen 28 geben das Zulaufwasser Ίη aufwärtsgerichteter Strömung unter Druck ab. Die Düsen 28 sind innerhalb des Umfangsbereichs der unteren Öffnung 22 angeordnet, um den bekannten Wirbelstromeffekt zu vermeiden. Auf diese Weise werden umgewälzte Niederschläge aus der Absetzzone 42 mit dem Zulaufwasser in der Steigzone 46 gemischt Chemische Behandlungsstoffe werden über die Zuführleitungen 60 und 62 in die Steigzone 46 eingeleitet und werden mit dem Zulaufwasser in der Steigzone 46 vermischt Das geklärte Ablaufwasser wird in einem ringförmigen Sammeltrog 64 gewonnen und wird über eine Ablaufleitung 66 abgezogen. Die Vorrichtung ist von einem Laufsteg 68 aus zu Wartungszwecken zugänglich. Um die Strömung durch die Düsen 28 im wesentlichen konstant zu halten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Strömungsregeleinrichtung vorgesehen. In die Zulaufleitung 30 ist ein T-Stück 70 eingefügt, um überschüssigen bzw. überdurchschnittlichen Zulauf von Rohwasser über eine Einlaßkitung 72 einem Behälter 74 zuzuführen. Innerhalb des Behälters 74 ist ein Wehr 76 angeordnet, das den Behälter 74 in eine Einlaßkammer 78 und in eine Auslaßkammer 80 unterteilt Die Auslaßkammer 80 steht mit dem Inneren der Vorrichtung 10 über eine Auslaßleitung 82 in Verbindung. Die Auslaßleitung 82 führt zu einer ringförmigen Verteilerkammer 84, aus der das Rohwasser durch eine Mehrzahl von Öffnungen 85, die in der Umfangswand des Strömungsregelabschnitts 34 des Steigrohrs 40 gebildet sind, in das Steigrohr 20 strömt. Das Wehr 76 kann höheneinstellbar sein, um den Druckpegel in der Einlaßleitung 72 zu steuern.
Während des Betriebs wird Rohwasser der Vorrichtung 10 über die Zulaufleitung 30 zugeführt. Es sei hier angenommen, daß der Druck der Zulaufflüssigkeit etwas größer als der Druckpegel ist, welcher der Höhe des einstellbaren Wehres 76 entspricht, wie es auch normalerweise der Fall ist. Ein Teil des zulaufenden Rohwassers wird der ringförmigen Verteilerkammer 26 und den Düsen 28 zugeführt, aus denen es unter Druck in die Steigkammer 20 austritt. Das zulaufende Rohwasser wird mit den umgewälzten Niederschlagen vermischt, die aufwärts durch die öffnung 49 am Boden der Steigzone 46 strömen. Das zulaufende Rchwasser wird ferner mit den Chemikalien vermischt, welche über die Zuführleitungen 60 und 62 zugeführt werden, und es bilden sich zusätzliche Niederschläge. Das Wasser wird dabei aufwärts durch die Steigzone 46 gepumpt und strömt über die Oberseite des Steigrohrs 20 in die Misch- und Umwälzzone 44, wo eine weitere Mischung des Wassers, der ausgefällten Feststoffe und der chemischen Stoffe stattfindet.

Ein wesentlicher Teil des Wassers und der schwebenden Niederschläge strömt durch den Trichter 53 und tritt durch die Öffnung 49 in die Steigzone 46 ein, um in der vorbeschriebenen Weise umgewälzt zu werden, wie es allgemein bekannt ist. Ein Teil des Wassers tritt in die Absetzzone 32 lin und steigt in Richtung auf den ringförmigen Sammlertrog 64 auf. Die Niederschläge setzen sich ab und fallen auf den Boden 16 des Behälters 12.

Die abgesetzten Niederschläge bzw. der Schlamm werden durch die sich langsam drehenden Schaber 48, welche die gesamte Bodenfläche überstreichen, kontinuierlich über dt*. Bod^n 16 in Richtung auf die Mitte der Vorrichtung bewegt. Die Ansammlungen von Niederschlagen werden in die Schlammgrube 54 überführt, wo sie abgelagert werden. Der Schlamm wird über die

Schlammabzugsleitung 58 entfernt und der Abfallverwertung zugeführt. Geklärtes Wasser wird im Trog 64 gesammelt und über eine Ablaufleitung 66 aus der Vorrichtung 10 entnommen.

Das verbleibende, nicht der ringförmigen Verteilerkammer 26 zugeführte Rohwasser strömt über die Strömungsregeleinlaßleitung 72 zum Behälter 74, über das Wehr 76 und über die Auslaßleitung 82. Über diese Auslaßleitung 82 strömt das Rohwasser zur Verteilerkümmer 84 und durch die öffnungen 85 in die Strömungsregelzone 34. An dieser Stelle wird dieser Teil des Rohwassers mit dem Wasser gemischt, das über die Düsen 28 in die Steigzone 46 eingeleitet wurde, und es findet ferner eine Vermischung mit den ausgefällten Feststoffen und den Chemikalien statt, die sich gleichfalls in der Steigzone 46 befinden.

Erhöht sich der Zulauf durch die Einlaßleitung 30, so steigt der Druckabfall an den Düsen 28 sowie der Strömungsdurchsatz durch die Düsen 28 nur geringfügig an. Der Überschuß des erhöhten Zustroms strömt über die Einlaßleitung 72 und über das Wehr 76, wie es zuvor beschrieben wurde. Ist es erwünscht, den Strömungsdurchsatz und den Druckabfall an den Düsen 28 zu ändern, so ist es allein notwendig, die Höhe des Wehrs 76 einzustellen. Solange daher der Druck in der Zulaufleitung 30 mindestens dem Druckpegel entspricht, der durch die Höhe des Wehrs 76 bestimmt wird, wird unabhängig von dem gesamten Zulauf bzw, Durchsatz eine im wesentlichen konstante Umwälzgeschwindigkeit erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

35

40

45

Claims

Patentanspruch:

Wasscrbehandlimgsvorrichtung mit einem Behälter (12), einer in diesem angeordneten Trennwand (18), die eine Absetzzone (42) und eine damit in Verbindung stehende Misch- und Umwälzzone (44) abgrenzt, einer Zulaufleitung (30) für das Rohrwasser, einer an die Absetzzone (42) angeschlossenen Ablaufleitung (66) für behandeltes Wasser, einem innerhalb der Trennwand (18) angeordneten und mit dieser die Misch- und Umwälzzone (44) begrenzenden Steigrohr (20) mit einer unteren Öffnung (22), einer Mehrzahl von Düsen (28), welche an die Zulaufleitung (30) für das Rohrwasser angeschlossen sind, einer unterhalb der unteren Öffnung (22) des Steigrohrs (20) angeordneten Sammeleinrichtung (53) für Niederschläge und einer Strömungskammer (74), die über eine Einlaßleitung (72) an die Zulaufleitung (30) für das Roiuwasser und über eine Auslaßleitung (82) an eine Verteüerkammer (84) im Abstand unterhalb des oberen Endes des Steigrohrs (20) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßleitung (82) über eine ringförmige, das Steigrohr (20) umschließende Verteüerkammer (84) mit über den Umfang des Steigrohrs (20) verteilten Eintrittsöffnungen (85) in das Steigrohr (20) einmündet und daß sich an das obere Ende des Steigrohrs (20) eine Vormischkammer (36) anschließt, die mit Umlenkeinrichtungen (38, 40) versehen ist, die von einer ringförmigen ΐ Jmlenkplatte (40) am oberen Ende der Vormischkammer und einer im Abstand unter der ringförmigen Umlenkplatte (=»0) waagerecht angeordneten scheibenförmigeivUmlenkplatte (38) gebildet sind.

Die Erfindung betrifft eine Wasserbehandlungsvorrichtung mit einem Behälter, einer in diesem angeordneten Trennwand, die eine Absetzzone und eine damit in Verbindung stehende Misch- und Umwälzzone abgrenzt, einer Zulaufleitung für das Rohwasser, einer an die Absetzzone angeschlossenen Ablaufleitung für behandeltes Wasser, einem innerhalb der Trennwand angeordneten und mit dieser die Misch- und Umwälzzone begrenzenden Steigrohr mit einer unteren öffnung, einer Mehrzahl von Düsen, welche an die Zulaufleitung für das Rohwasser angeschlossen sind, einer unterhalb der unteren öffnung des Steigrohrs angeordneten Sammeleinrichtung für Niederschläge und einer Strömungsregelkammer, die über eine Einlaßleitung an die Zulaufleitung Für das Rohwasser und über eine Auslaßleitung an eine Verteüerkammer im Abstand unterhalb des oberen Endes des Steigrohrs angeschlossen ist

Eine derartige Wasserbehandlungsvorrichtung ist bereits bekannt (DE-OS 19 39 054). Dort wird das über die Strömungsregelkammer zugeführte Rohwasser zentral und mit nach unten weisender Austrittsöffnung in das Steigrohr eingeführt. Somit ergibt sich bei starkem Rohwasserzulauf ein zentraler, die Düsen umgehender Strom, der trotz seiner Richtungsumkehrung innerhalb des Steigrohres nur unvollständig mit dem durch die aufwärtsgerichteten Düsen eingeleiteten Rohwasser, dem umgewälzten Schlamm und den in das Steigrohr eingeleiteten Chemikalien gemischt wird. Das führt zu einer höheren Verweilzeit des zu behandelnden Wassers bzw. zu einer Verringerung des Rohwasserdurchsatzes oder der Kapazität der Vorrichtung.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung so zu verbessern, daß auch hei starkem Rohwasseranfall mit einem die Düsen umgehenden Teilstrom eine schnelle und gute Durchmischung im Interesse einer erhöhten BehandlungsleituEg erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurdi gelöst,

ίο daß die Auslaßleitung über eine ringförmige, daß Steigrohr umschließende Verteilerkammer mit über den Umfang des Steigrohrs verteilten Eintrittsöffnungen in das Steigrohr einmündet und daß sich an das obere Ende des Steigrohrs eine Vormischkammer anschließt, die mit ('mlenkeinrichtungen versehen ist, die von einer ringförmigen Umlenkplatte am oberen Ende der Vormischkammer und einer im Abstand unter der ringförmigen Umlenkplatte waagrecht angeordneten scheibenförmigen Umlenkplatte gebildet sind.

Die Verwendung von Umlenkeinrichtungen in Form von Bremsblechen sowie Rührblechen bei einer Abwasser-Behandlungsvorrichtung ist bekannt (DE-OS 19 36 805). Dort sind die Umlenkeinrichtungen jedoch nicht innerhalb einer Vormischkammer oder eines Steigrohrs angeordnet.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt eine Anpassung an einen starken Rohwasseranfall unverändert dadurch, daß ein Teilstrom die im Steigrohr angeordneten aufwärts weisenden Düsen umgeht Dieser Teilstrom wird jedoch nicht zentral und axial, sondern radial vom Außenumfang in das Steigrohr eingeleitet Dadurch wird eine gute Durchmischung bereits im Steigrohr erzielt, die sich in der anschließenden Vormischkammer mit ihren Umlenkeinrichtungen fortsetzt.

Ersichtlich fördert die gute Durchmischung den Behandlungserfolg, so daß mit einer entsprechend kurzen Verweilzeit des zu behandelnden Wassers in der Vorrichtung gearbeitet werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schemanschen Zeichnung, die eine Wasserbehandlungsvorrichtung im Vertikalschnitt zeigt, an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die dargestellte Wasserbehandlungsvorrichtung 10 entspricht in ihrem Aufbau der bekannten Art von Vorrichtungen zum Enthärten von Wasser im Kalk-calcinierte-Soda-Kaltverfahren und zum Reinigen von Abwässern, welche schwebende Stoffe, Farbstoffe und organische Verunreinigungen enthalten, durch Ausflocken mit Alaun oder schwefelsaurem Eisenoxid oder anderen

so Koagulierungsmitteln. Das Ausflocken und Enthärten kann bei dieser Art von Wasserbehandlungsvorrichtungen gleichzeitig ausgeführt werden. Die Koagulationsmittel oder Ausfällungen, welche innerhalb der Vorrichtung gebildet werden, haben eine enorme Oberfläche, an der sich gelöste oder kolloidal-verteilte Verunreinigungen durch Absorption anlagern. Die schwebenden Verunreinigungen werden von gelatineförmigen Niederschlagen umgeben, und sie werden dabei selbst ein Teil des Niederschlags.

Um im Rahmen dieses Verfahrens Wasser zu enthärten, wird Kalk (Calciumhydroxid) zugeführt, Um das CaI-ciumbicarbonat als Calciumcarbonat und die Magnesiumsalze als Magnesiumhydroxid auszufällen. Calcinierte Soda (Natriumcarbonat) wird zugefügt, damit es mit dem Calciumchlorid und dem Calciumsulfat reagiert, und zwar sowohl mit dem bereits ursprünglich im Wasser vorhandenen Anteil wie mit dem Anteil, der durch die Reaktion von Kalk mit Magnesiumchlorid und