DE2348175C3 - Trennbecken zum Trennen von Feststoffen und Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Trennbecken zum Trennen von Feststoffen und Flüssigkeiten mit Hilfe einer flüssigen Filterschicht insbesondere aus Schwebeteilchen, die mit den Feststoffen koaguliert und einen Schlamm bildet der in einem innerhalb des Tr«;nnbekkens angeordneten und mit seinem oberen Rand mit dem Spiegel der Filterschicht übereinstimmenden Schlammtrichter mit AustaSleitung konzentrierbar ist

Ein Trennbecken der eingangs genannten Art ist durch die DE-PS 11 60 375 bekannt Bei dieser umgeben ortsfeste Behälter zum Konzentrieren des Schlamms den unteren Teil einer zentralen Mischkammer im Trennbecken. Die oberen Ränder der Behälter sind annähernd in Höhe iw Trennschicht zwischen Fiiterschicht und überstehendem Wasser angeordnet damit sich der Schlamm aus der Fiiterschicht in den Behältern sammeln kann. Durch ihre ortsfeste Lage sind die Behälter aber nicht an eine sich ändernde Höhe der Trennschicht anpaßbar, so daß beim Absinken der Trennschicht geklärtes Wasser in die Schlammbehälter strömt Dies führt zu einem unwirtschaftlichen Betrieb der Anlage, da die Schlammbehälter häufig entleert werden müssen.

In senkrecht durchflossenen Klärbecken, die hauptsächlich als Nachklärbecken biologischer Klärstufen zur Reinigung von Wasser oder andren Flüssigkeiten Verwendung finden, wird üblicherweise eine flüssige Filterschicht aus Schwebeteilchen, die eine flockige Struktur haben können, aufrecht erhalten, die beispielsweise durch Hydrolyse eines Aluminium- oder Eisensalzes gebildet wird. Derartige Teilchen haben eine sehr geringe spezifische Dichte, die vielfach in einem Bereich liegt die nur 1 bis 5 · IO-³ größer als die Dichte von Wasser ist Das einströmende, zu klärende Wasser enthält suspendierte Feststoffe, die mit den Eisen- oder Aluminiumsalzen koagulieren, so daß ein ständiger Zufluß von Feststoffmaterial in die flüssige Filterschicht stattfindet

Die bekannten Trennbecken arbeiten derart daß sauberes Wasser von der Oberseite des Trennbeckens abgezogen werden kann. Deshalb müssen dieFeststoffe in Form eines Schlammes von der flüssigen Filterschicht entfernt werden, um das Feststoffgleichgewicht in der Filterschicht zu erhalten. Üblich ist die Filtersuspension aus dem Trennbecken abzuziehen. Wenn die Festkörperkonzentration in dem einströmenden Wasser beispielsweise '/₂ Vol.-% beträgt und die Filterschichtkonzentration 20%, dann muß die Entleerungsgeschwindigkeit für den Schlamm 2'/₂% des Hauptflusses betragen, um die Filterverhältnisse im Trennbecken im Gleichgewicht zu halten. Der Schlamm kann dann in einem gesonderten Behälter weiter konzentriert und das überstehende Wasser in den Hauptfluß zurückgeführt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

gründe, das Trennbecken der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß der Entleerungstakt für die Schlammtrichter verlängert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 bis 3 offenbarten Merkmale gelöst

Durch die Konzentration des Schlamms in einem Behälter innerhalb des Trennbeckens ist es möglich, den Schlamm in wesentlich größeren Zeitabständen aus dem Trennbecken abzuziehen.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung, die sich insbesondere auf die Art und Weise beziehen, wie der Schlammtrichter innerhalb des Trennbeckens gehaltert ist und wie die automatische Endeerung des Schlammtrichters erfolgt, sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfühningsbeispielen näher beschrieben und erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Trennbekkens mit zwei unterschiedlicher! Ausführur.gsfonr.en von Steuervorrichtungen für die Schlammtrici-ier;

Fig.2 einen vertikalen Schnitt durch die schematische Darstellung eines Auslaßventiles am unteren Ende eines jeden Schlammtrichters in dem Trennbecken gemäß F i g. 1;

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Steuervorrichtung für die Schlammtrichter und

F i g. 4 einen vertikalen Teilschnitt durch die schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Trennbeckens mit einer weiteren Ausführungsform für die Steuervorrichtung des Schlammtrichters.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 zeigt ein Trennbecken 1 mit einer üblichen konischen Form, das ein Einlaßrohr 2 für die zu klärende Flüssigkeit mit einer Mündung 3 in unmittelbarer Nähe des Trennbeckenbodens aufweist Die zu klärende Flüssigkeit fließt vertikal nach oben durch eine flüssige Filterschicht und nach der Klärung au«, dem Trennbecken 1 über Austrittströge 5. Zwei konische Schlammsammeltrichter 6 und 7 sind so in der Filterschicht gehaltert, daß ihre Ränder auf derjenigen Höhe liegen, auf der die Oberfläche der Filterschicht 4 gehalten werden soll. Die beiden Trichter 6 und 7 stellen alternative Konstruktionsausführungen dar und werden üblicherweise nicht zusammen verwendet.

Der Trichter 6 ist an Seilen 8 aufgehängt, die über eine Rolle 9 geführt sind und mit einem Gegengewicht 10 versehen sind, das ausreichend schwer ist, den Trichter in seiner oberen Lage zu halten, wenn der Schlamm aus ihm abgezogen ist Zum Abziehen des Schlammes aus dem Trichter ist eine Auslaßleitung 11 vorgesehen, die bis nahe an den Boden in den Trichter hineinragt. Dort ist ein Ventil 12 vorgesehen, das mit der offenen Endfläche der Auslaßleitung 11 zusammenwirkt Wenn sich der Trichter 6 in seine höchste Lage erhoben hat, ist die Auslaßleitung 11 geschlossen, und wenn er sinkt, öffnet sie sich und ermöglicht damit, den gesammelten Schlamm über die Auslaßleitung aus dem Trichter abzupumpen. Eine Führungsstange 13 verhindert, daß sich das Ventil 12 seitlich verkantet Ein Stopfen 14 aus Beton verleiht dem Trichter 6 ein zusätzliches Gewicht. Um zu verhindern, daß der Trichter 6 zu weit absinkt, wenn er mit Schlamm gefüllt ist, sind Stangen 15 mit Ankerleinen 16 vorgesehen, an denen der Trichter hängt, wenn das Ventil ?2 vollständig geöffnet ist Der Trichter 6 besitzt vorzugsweise eine konische Form, aber er kann selbstverständlich jede andere Form haben, wenn es gewünscht wird. Die Auslaßleitung 11 ist ortsfest starr verlegt, um dem Aufwärtsdruck des Ventiles 12 Widerstand leisten zu können.

Damit der Trichter 6 auch dann von seinem Inhalt befreit werden kann, wenn das Trennbecken leer ist, besitzt er an seinem Boden ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Auslaßventil.

Rechts in F i g. 1 ist ein Trichter 7 dargestellt, der durch Schwimmer 17 gehaltert wird, die an dem Rand des Trichters durch Seile oder Ketten 18 befestigt sind. Die Schwimmfähigkeit, d. h. der Auftrieb der Schwimmer 17 ist so eingestellt, daß der Trichter 7 ausreichend angehoben wird, um das Ventil 12 zu schließen, wenn die erforderliche Menge Schlamm aus dem Trichter herausgepumpt worden ist

Die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung zielt ebenfalls darauf ab, den Trichter 7 schwimmfähig zu machen. Hierzu ist der Rand des Trichters 7 in Form eines Kragens aus einer um den Umfang herumlaufenden Röhre 19 ausgebildet, die in drei oder mehr gleiche Teilabschnitte durch radiale Zwischenwände 20 unterteilt ist, wobei jeder Teilabschnitt unabhängig mit einer Druckluftquelle 22 über einen flexiblen Schlauch 24, ein Abschaltventil 23 und ein Druckregulierventil 24 verbunoen ist Die Teilabschnitte sind in ihrer Bodenfläche mit je einem Loch 21 für den Austritt der Luft versehen. Der Trichter 7 ist wiederum konisch, die Teilabschnitte der Röhren 19 sind so angeordnet, daß die Druckregulierventile 24 eine genaue Einstellung der Schwimmfähigkeit des Trichters ermöglichen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 weist ein Trennbecken 31 ein Einlaßrohr 32 mit einer Mündung 33 und eine flüssige Filterschicht 34 auf. Die zu klärende Flüssigkeit strömt aus der Mündung 33 aus, und steigt durch die Filterschicht 34 nach oben. Über der Filterschicht 34 sammelt sich die gesäuberte Flüssigkeit, die durch Tröge 35 abgezogen wird.

Ein konischer Trichter 36 ist. an einem Seil 37 aufgehängt, so daß sein oberer offener Querschnitt horizontal in einer Höhe angeordnet ist, die dem gewünschten Oberflächenspiegel der Filterschicht 34 in dem Trennbecken 31 entspricht Das untere Ende des Trichters 36 ist über einen flexiblen Schlauch 38 mit einer Austrittsstopfbüchse 39 in der Wand des Trennbeckens 31 verbunden. Ein Rohr 40 führt von der Stopfbüchse 39 zu einem Magnetventil 41, das öffnet, wenn eine Entleerung des in dem Trichter 36 gesammelten Schlammes stattfinden soll. Das Magnetventil 31 wird durch eine Vorrichtung 42 gesteuert, die auf die Spannung in dem Seil 37 und somit auf das Gewicht, des Trichters 36 und seines Inhaltes anspricht.

Die Vorrichtung 42 weist einen Hebel 43 mit einer Drehachse 44 auf, die an der Unterseite an einer Halteplatte 45 befestigt ist, die ihrerseits m^:t einem sich über dem Trennbecken erstreckenden Tiäger fest verbunden ist An einem seiner beiden Enden trägt der Hebel 43 eine Rolle 46, über die das eine Ende des Seiles 45 horizontal zu e'nem Festpunkt 47 an der Wand des Trennbeckens 31 führt, während an dem anderen Ende des Seiles der Trichter 36 an einem Bügel 4g aufgehängt ist Der Hebel 43 trägt an seinem anderen Ende einen aufwärts gerichteten Schaltstift 50, der auf einem druckempfindlichen Schalter 49 wirkt, welcher ein Schaltdifferential betätigt und die Erregung des Magnetvcntiles 41 steuert.

Wenn sich beim Betrieb die Filterschicht 34 hebt und Teile ihrer Oberfläche in den Trichter 36 als Schlamm

überlaufen, steigt das Gewicht des Trichters an. Sobald genügend Schlamm in dem Trichter 36 gesammelt ist, drückt der Hebel 43 aufgrund des an ihm hängenden Trichtergewichtes die Schaltstange 50 nach oben, die wiederum den Schalter 49 betätigt. Das Magnetventil 41 wird dann geöffnet und die Entleerung des Trichters 36 über den Schlauch 38 kann stattfinden bis das Trichtergewicht auf einen Wert vermindert worden ist, bei dem der Schalter 49 das Magnetventil 41 wieder schließt. Da der Schalter 49 mit einem Schaltdifferential, also unterschiedlichen Ansprechschwellen arbeitet, besteht keine Gefahr, daß Regelschv/ingungen auftreten.

Die beschriebenen Beispiele zeigen Wege, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. Zahllose Modifikationen sind selbstverständlich möglich. Beispielsweise kann das Signal, das erzeugt wird, um anzuzeigen, daß eine Entleerung des Trichters stattzufinden hat, auch zur Steuerung der Betätigung anderer Schlammtrichter verwendet werden, die in geringeren Niveaus im Trennbecken angeordnet sind, als derjenige, von dem das Signal stammt. Eine derartige Batterie von Nebentrichtern kann gleichzeitig unter der Steuerung eines Haupttrichters entleert werden, dessen Gewicht ο die gesamte Entleerungsoperation auslöst. Der Entleerungszyklus der Nebentrichter kann gleichzeitig mit demjenigen des Haupttrichters gesteuert werden. Alternativ können die Entleerungszyklen aller Trichter zwar durch den Haupttrichter ausgelöst werden, aber

ίο durch getrennte Zeitschalter begrenzt werden, die den einzelnen Nebentrichtern zugeordnet sind und die zu laufen beginnen, wenn der Haupttrichter mit seinem Entleerungszyklus beginnt. Auf diese Weise können die Vorteile der Erfindung durch geringfügige Modifikatio nen auf bestehende Trennbecken angewendet werden, die Schlammtrichter zur Konzentration des Schlammes enthalten. Die Erfindung kann auch auf andere Formen von Trennbecken als den beschriebenen Typen mit vertikalem Durchfluß angewendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Trennbecken zum Trennen von Feststoffen und Flüssigkeiten mit Hilfe einer flüssigen Filterschicht (4), insbesondere aus Schwebeteilchen, die mit den Feststoffen koaguliert und einen Schlamm bildet, der in einem innerhalb des Trennbeckens (1) angeordneten und mit seinem oberen Rand mit dem Spiegel der Filterschicht (4) übereinstimmenden Schlammtrichter (6, 7) mit einer Auslaßleitung (11) konzentrierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammtrichter (6,T) von Schwimmern (17) gehalten ist, die in der über der Filterschicht (4) angesammelten Flüssigkeit schwimmen, und daß der is Schlamm im Schlammtrichter (6, T) in Abhängigkeit vom Füllgewicht des Schlammtrichters (6, 7) über die Auslaßleitung (11) ablaßbar ist, die in Abhängigkeit von der vertikalen Stellung des Schlammtrichters (6, 7)ä; Trennbecken (1) offenbar und schließ- har ict^

2. Trennbecken zum Trennen von Feststoffen und Flüssigkeiten mit Hilfe einer flüssigen Fiiterschicht (4), insbesondere aus Schwebeteilchen, die mit den Feststoffen koaguliert und einen Schlamm bilden, der in einem innerhalb des Trennbeckens (1) angeordneten und mit seinem oberen Rand mit dem Spiegel der Filterschicht (4) übereinstimmenden Schlammtrichter (6, T) mit einer Auslaßleitung (11) konzentrierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammtrichter (6, T) einen schwimmfähigen Kragen aufweist, der Bodenöffnungen (21) besitzt und über flexibie Schläuche (25), Druckregulierventile (24) und Abschaltventil^ (23) mit einer Druckluftquelle (22) verbunden ist, und l iß der Schlamm im Schlammtrichter (6, 7) in Abhängigkeit vom Füllgewicht des Schlammtrichters (6, T) über die Auslaßleitung (11) ablaßbar ist.

3. Trennbecken zum Trennen von Feststoffen und Flüssigkeiten mit Hilfe einer flüssigen Filterschicht w (4), insbesondere aus Schwebeteilchen, die mit den Feststoffen koaguliert und einen Schlamm bildet der in einem innerhalb des Trennbeckens (31) angeordneten und mit dem oberen Rand mit dem Spiegel der Filterschicht (4) übereinstimmenden Schlammtrichter (36) mit einer Auslaßleitung (38) konzentrierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammtrichter (36) an einem Seil (37) hängt, das über einen Hebel (43) geführt ist, der an einem druckempfindlichen Schalter (49) mit Differentialbetätigung eine 5C-Kraft weitergibt, die vom Füllgewicht des Schlammtrichters (36) abhängt, und daß der Schalter ein Ventil (41) steuert, durch das der Schlamm im Schlammtrichter (36) in Abhängigkeit vom Füllgewicht des Schlammtrichters (36) über die Auslaßlei- tung (38) ablaßbar ist.

4. Trennbecken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (37) mit seinem einen Ende an einem Festpunkt (47) befestigt ist und über eine Rolle (46) läuft, die derart an dem Hebel (43) angeordnet ist, daß die Seilspannung als Kraft und der Schalter (49) als Last wirkt

5. Trennbecken nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet daß ein zweiter Schlammtrichter im Trennbecken vorgesehen ist, dessen Schlammeinströmniveau unterhalb desjenigen des ersten Schlammtrichters (6, 7,36) liegt und bei dem das Ablassen des Trichterinhalts über eine Auslaßleitung durch die gleiche Vorrichtung (8,10; 17, 18; 21 bis 25; 37,41,42) einleitbar ist, die die Entleerung des ersten Schlamm trichtere (6,7,36) steuert

6. Trennbecken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß ein Zeitglied zur Steuerung der Länge der Entleerungszeitspannu für den zweiten Schlammtrichter vorgesehen ist dessen Einschaltung von der Vorrichtung(8,10; 17,18; 22 bis 25; 37, 41,42) auslösbar ist