DE2558324A1

DE2558324A1 - Kies- und faserentfernungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2558324A1
Application number: DE19752558324
Authority: DE
Inventors: Thomas Herman Bier
Original assignee: Dorr Oliver Inc
Current assignee: Dorr Oliver Inc
Priority date: 1975-01-03
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1976-07-08
Also published as: NO754416L; NO143098C; NL7514988A; JPS5195668A; SE423380B; AT342522B; BE837273A; CA1069444A; DK574275A; DK145374B; DK145374C; CH608471A5; NO143098B; US3989628A; IT1055732B; FR2296468A1; FR2296468B1; ATA1076A; ZA757711B; SE7514341L

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entfernung von Kies und Fasern aus verbrauchtem Aktivschlamm. Bei der Behandlung TCr. Abfallaktivschlamm wird häufig der Unterlauf des zweiten Klärbeckens in einer Tellerdüsenzentrifuge konzentriert, bevor er endgültig beseitigt, beispielsweise verbrannt oder zur Landauffüllung benutzt wird. Die bei diesem Entwässerungsverfahren verwendete Zentrifuge unterliegt Verstopfungen durch Fasern,, die gewöhnlich in dem Schlamm vorhanden sind. Infolgedessen müssen irgendwelche Maßnahmen vorgesehen werden, um die Fasern vor Einführung des Schlammes in die Zen-

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trifuge zu entfernen. Ein Drehsieb oder eine Filtervorrichtung ist ein Mittel, mittels dessen die Fasern aus dem Schlamm entfernt werden können. Bei der Wahl einer Methode zur Faser entfernung muß man besonders auf die Tatsache achten, daß die benutzte Methode in der Lage sein muß, Fasern eines Durchmessers von IOO/1 und einer Länge von 500 /u zurückzuhalten. Man muß ferner berücksichtigen, daß der der Behandlung unterliegende Schlamm auch schmirgelartigen Sand oder Gries enthält und es zweckmäßig ist, die Entfernung desselben vorzusehen, um eine untragbare Abnutzung an den Einrichtungen auszuschalten, durch die der Schlamm gehen muß.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Behandlungseinrichtung, die eine Sand- und Faserentfernungsapparatur umfaßt, die zweckmäßig auf einem einheitlichen Rahmen montiert als Einheit transportierbar ist, während ihre verschiedenen Teile und Leitungen zusammengebaut sind und in der Einheit in ihren festgelegten Lagen gehalten bleiben.

Beim Gegenstande der Erfindung erfolgt die Sandentfernung durch Hydrozyklone, und die F as er entfernung wird auf einem Sieb von 300° vorgenommen. Die Hydrozyklone und das Sieb sind zusammen mit ihren Verbindungs leitungen auf einem Tragrahmen zweckmäßig montiert, um den Transport der Einrichtung zu erleichtern.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergebn sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht der Sand- und Faserentfernungsein-

richtung nach der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht diaser Einrichtung nach Linie 2-2 der Fig. 1.

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Fig. 3 ist eins Vorderansicht einer abgeänderten AusfGhrungsform der Faserentfernungs- und Entsandungseinrichtung der Erfindung»

Im wesentlichen besteht die Entsandungs- und Faserentfernungseinrichtung nach der Erfindung aus mehreren Hydrozyklonen, die für Parallelfluß angeordnet sind. Die Hydrozyklone besitzen Einlauf-, Unterlauf- und ÜberlaufSammelleitungen, und zwar hat die UnterlaufSammelleitung einen eingeschnürten Auslaß, und die Oberlauf Sammelleitung ist mit einer Siebvorrichtung verbunden.

Im besonderen betrifft die Erfindung ein Zweistufensystem zum Entsanden und zur Faserentfernung aus einem Zulaufstrom. Die Hydrozyklone stellen die erste Stufe und das Sieb die zweite Stufe dar. Die erste Stufe wird in solcher Weise angewendet, daß nur eine begrenzte Energiemenge verbraucht wird, so daß eine ausreichende Energiemenge für die zweite Stufe verbleibt. Die Hydrozyklone sind also einschließlich ihrer inneren öffnungen usw. so bemessen, daß sie ein Druckgefälle im Ausmaß von annä- · hemd 50 % des gesamt verfügbaren Druckes erfordern. Das Unterlauf sammelrohr kann gegen die Waagerechte geneigt sein, damit der sandhaltige Auslauf unter Schwerkraft fließt und die eingeschnürte öffnung des Unterlaufsammelrohres die Menge des Unterlauf austr ages begrenzt. Die Siebvorrichtung ist ein allgemein zylindrisches Sieb von 300° mit einem Lamellen- oder Stababstand von weniger als 0,35 mm. Die Hydrozyklone, die Siebeinrichtung, die Sammel- und Verbindungsleitungen werden auf einem einzigen Tragrahmen montiert, so daß sich eine einheitliche Konstruktion für den Transport und den Einbau als Einheit ergibt, wobei die vorbestimmten Lagen der verschiedenen Bauteile der Einrichtung aufrechterhalten werden.

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In Fig. 1 und 2 ist eine Entsandungs- und Faserentfernungseinheit 10 dargestellt, die Hydrozyklone 3Ö, 31 und 32 und die Siebvorrichtung 60 umfaßt. Eine Einlaufverteilungsleitung 12 ist mit einem Druckanzeiger 13 ausgerüstet. Die Verteilungsleitung 12 ist an den Einlaß jedes der Hydrozyklone 30, 31 und 32 durch Zweigleitungen 14 mit je einem Abschaltventil 16 angeschlossen. Die Hydrozyklonauslaßleitungen 21, 22 und 23 sind · jeweils mit einem Abtrennventil 26 ausgerüstet, und die Auslässe sind an die schräge Sammelkammer 25 angeschlossen. Ein Ventil kontrolliert den Auslaß 38 der Sammelleitung 25« Die Hydrozyklonauslässe für den überlauf sind jeweils an die überlaufSammelleitung 45 durch die Zweigleitungen 27, 28 und 29 angeschlossen, von denen jede ein Abschaltventil 3 6 besitzt. Die ÜberlaufSammelleitung 45 ist an den Siebeinlaß 52 durch das Fallrohr 50 angeschlossen, das eine Druckanzeigevorrichtung 53 besitzt', die nahe bei dem Siebeinlaß 52 angeordnet ist. Im Inneren besitzt die Siebvorrichtung 60 eine Düse 54 (Fig. 2), die mit dem Siebeinlaß 52 verbunden ist. Die Düse 54 ist so gerichtet, daß sie einen Fluß längs der Innenfläche eines allgemein zylindrischen Siebelementes 56 hervorruft, das ein Bogenmaß von 300° besitzt. Das Siebelement 56 ist aus einzelnen Stangen 58 aufgebaut, die zur Lieferung des Siebeffektes in Abstand voneinander liegen. Ein Auslaß 62 dient zur Abführung der Rückstände in die Rückstandsleitung 64. Eine Leitung 66 für die Feinfraktion dient ferner für das Material, das durch das Sieb 56 hindurchgeht.

Im Betrieb wird der Schlammzulauf in die Verteilerleitung 12 ■eingeführt, worin der Einlaufdruck von der Druckanzeigevorrichtung 13 ermittelt wird. Dann fließt der Zulauf durch die Lei-

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tungen 14 zu den Einlassen der Hydrozyklone 3O₇ 31 und 32. In den Hydrozyklorien erfolgt eine Trennung, und ein Teil der Flüssigkeit bewegt sich zusammen mit dem größeren Teil des Sandes abwärts zu den Hydro zyklonau si aß leitungen 21, 22 und 23 der Sammelleitung 25. Diese ist so geneigt, daß ein Sandfluß zu dem Sammelleitungsauslaß 38 abgeleitet wird. Das Ventil 40, das den Auslaß 38 regelt, kann in teilweise geschlossener Stellung gehalten werden, die nur einen Sickerfluß hinter dem Ventil zuläßt. Andererseits ist es bei geringem Sandanfall auch möglich, das Ventil 40 normalerweise geschlossen zu halten und nur in bestimmten Zeitintervalleri zu Öffnen, um die Sammelleitung von Sand zu säubern. Bei beiden Betriebsweisen wird normalerweise der Druck innerhalb des Hydrozyklonunterlaufsammelteiles des Systems sowie in den Hydrozyklonen selbst aufrechterhalten. In den Hydrozyklonauslaßleitungen 21, 22 und 23 und in der Sammelleitung 25 selbst tritt während des Betriebes ein Flußwechsel auf, wenn sich eine schwere Sandfraktion kontinuierlich in der Sammelleitung 25 und eine leichte Fraktion kontinuierlich durch die Auslaßleitungen 21, 22 und 23 bewegt. Die Überlauffraktion aus den Hydrozyklonen fließt aufwärts- durch die überlaufleitungen 27, 28 und 29 zu der überlaufSammelleitung 45 und dann in die Falleitung 50 zum Siebainlaß 52. Der Druck am Siebeinlaß wird von dem an dieser Stelle vorgesehenen Manometer 53 ermittelt. Der in die Siebvorrichtung 60 durch die Einlaßöffnung 52 eingeführte Einlauf tritt in die Düse 54 ein und wird an der Innenfläche des Zylindersiebes 56 entlang geführt. Die feine Fraktion geht durch die Schlitze zwischen den Siebstangen 58 . unrl wird durch den Auslaß 66 ausgetragen, der an den nicht dar-

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gestellten Zentrifugeneinlaß angeschlossen ist. Die von dem Sieb zurückgehaltenen Fasern und ein Teil der Flüssigkeit gehen durch den Rückstandsauslaß 62 zur Rückstandsleitung 64 zur getrennten Beseitigung. Das Siebelement 56 der Siebvorrichtung 60 besitzt, wie erwähnt, einen sehr feinen Stangenabstand von weniger als 0,35 mm. Ein so feines Sieb ist notwendig für den Fall, daß die Fasern in dem verbrauchten Aktivabwasserschlamm, insbesondere von städtischem Abwasser, zurückgehalten werden. Die Herstellung feiner Siebe dieser Art ist sehr teuer, .und.infolgedessen ist es zweckmäßig, die Siebe gegen übermäßige Abnutzung und damit kostspielige Erneuerung zu schützen. Es wurde gefunden, daß der im Schlammzulauf enthaltene Sand das Siebelement rasch und übermäßig abnutzt. Wenn das Sieb nicht gegen solche Abnutzung geschützt ist, wird seine Funktion in viel zu kurzer Zeit ausfallen. Daher sind die-HydroZyklone vorgesehen, um den scheuernden Sand aus. dem Rohzulauf zu entfernen und so das Sieb gegen übermäßige Abnutzung zu schützen.

Die Abtrennventile in jeder der Leitungen für die Hydrozyklone, d.h. die Ventile 16, 26 und 36, bleiben während normalen Betriebes in offener Stellung. Diese Ventile dienen nur als zweckmäßiges Mittel zur Abtrennung jedes der Hydrozyklone zwecks Reparatur, Inspektion und Austausch oder zur Einstellung der Kapazität des Gesamtsystemes, um Fließraten dadurch herabzusetzen, daß man den Fluß durch einen Hydrozyklon oder auch mehrere ausschaltet.

Die ganze Einrichtung einschließlich der Hydrozyklone, des Siebes, der Verteilungsleitungen und sonstiger Leitungen wird auf einem einzigen Rahmen mit den Ständern 7O und den Querstreben

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71, 72, 73, 75 und 77 getragen. Es ist zu bemerken, daß die Querstreben als Träger für verschiedene Aufbauteile der Einrichtung dienen. So trägt die Strebe 71 die überlaufSammelleitung 45, die Querstrebe 43 die Exnlaßverteilungsleitung 12, die Querstrebe 75 die Siebvorrichtung 60 und die Querstrebe 77 die UnterlaufSammelleitung 25.

Da das Sieb einen so feinen Abstand zwischen den Stangen hat, versteht es sich, daß eine hohe Zulaufgeschwindigkeit von min-. destens etwa 10 m/Sek. (35_ Fuß/Sek.) erforderlich ist, um eine Versetzung der Sieboberfläche zu verhindern. Um diese hohe Geschwindigkeit zu erzielen, würde gewöhnlich eine Pumpe zwischen dem überlauf der Hydrozyklone und dem Siebeinlaß vorgesehen werden. Wie jedoch schon erwähnt wurde, ist das Hydrozyklonsystem so bemessen und abgestimmt, daß nur etwa die Hälfte des verfügbaren Druckgefälles ausgenutzt wird und daher genügend Druck im überlaufaustrag vorgesehen ist, um der Mindestgeschwindigkeitsanforderung des Siebes zu entsprechen. Der ralativ hohe Druck, der am Siebeinlaß 52 und der Düse 54 auftritt, liefert die notwendige hohe Geschwindigkeit der Beschickung längs der Sieboberfläche.

Sowohl die Einlaufverteilungsleitung 12 als auch die Überlaufsammelleitung 45 sind waagerecht montiert. Jedes Ende der Sammelleitung 12 kann an eine Speiseleitung des Systems angeschlossen werden. In ähnlicher Weise kann das Fallrohr 50 an jedem Ende der überlaufSammelleitung 42 angeschlossen werden. Es ist also ersichtlich, daß die zusammengefaßte Konstruktion dieser Entsandungs- und Faserentfernungseinrichtung eine bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit bei der Verwendung liefert.

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In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Entsandungsund Faserentfernungseinrichtung dargestellt. Die Einheit 8O umfaßt auf dem Rahmen 99 ein Paar Hydrozyklone 81, 82, ein Sieb 85, ein Zulaufverteilungsrohr 92, ein Unterlaufsammelrohr 95 und ein Überlaufsammeirohr 97. Bei dieser Ausführungsform bildet das Fallrohr 98 ein T mit der Leitung 97 und liegt zwischen den Hydrozyklonen 81 und 82..Zur Anpassung an die veränderte Lage des Fallrohres 98 ist das Sieb um 90° gedreht, um den Siebeinlaß mit dem Ende des Fallrohres auszurichten.

Im Vorstehenden ist die Auslaßsammelleitung als ein geneigtes Bauteil beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, daß die Leitung auch waagerecht angeordnet werden kann. In diesem Fall wird die oben erwähnte intermittierende Ausspülmaßnahme das Sammslrohr in befriedigender Weise säubern.

Obgleich die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, daß auch Abwandlungen im Rahmen des Erfindungsgedankens vorgenommen werden können.

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Claims

Patentansprüche

.jEinrichtung zur Entsandung und Faserentfernung bei der Behandlung von Abwasser, insbesondere städtischem Abwasser vor der Einführung in eine Zentrifugierstufe, gekennzeichnet durch meh— rere in Parallelfluß angeordnete Hydrozyklone (30, 31, 32;. 81, 82) zur Ent^andung der Beschickung, eine an die Hydrozykloneinlässe (14) angeschlossene Verteilerleitung (12) für die Einführung der sand- und faserhaltigen Beschickung in die Hydrozyklone,· eine an jeden Unterlaufauslaß (21, 22, 23) der Hydrozyklone angeschlossene Unterlaufsammelkammer (25) für die Sandentfernung, die gegenüber der Waagerechten geneigt ist und einen eingeschnürten Auslaß (3 8) am unteren Ende besitzt, eine an jeden Überlaufauslaß (27, 23, 29) der Hydrozyklone angeschlossene ÜberlaufSammelleitung (45), eine Siebvorrichtung (60) zur Faserentfernung, wobei die Hydrozyklone im Innern so ausgelegt sind, daß nicht mehr als etwa die Hälfte des Druckgefälles durch die Einrichtung benutzt wird, um eine Einlaufgeschwindigkeit von mindestens etwa 10 m/Sek. (3 5 Fuß/Sek.) über die Sieboberfläche auszunutzen, ein die ÜberlaufSammelleitung (45) mit dem Einlaß (52) der Siebvorrichtung (60) verbindendes Fallrohr, wobei die Hydrozyklone die Siebvorrichtung, die Verteiler- und Sammelleitungen sowie Verbindungsleitungen auf einem einheitlichen Tragrahmen montiert sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebelement (56) der Siebvorrichtung (60) ein Bogenmaß von 300°

besitzt.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der . Abstand zwischen den Stäben-, (58) der Siebelemente (56) weniger als 0,3 5 mm beträgt. ■
4. Verfahren zur Entfernung von Sand und Fasern aus einer diese enthaltenden Rohflüssigkeit, wobei sich an eine Hydrozyklonstufe eine Siebstufe anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe annähernd die Hälfte des gesamten Druckgefälles durch die beiden Stufen ausnutzt, der Überlauf der Hydrozyklonstufe zu der Siebstufe geleitet wird, deren zylindrische Siebvorrichtung ein Bogenmaß von 300° besitzt, und der Überlauf aus der Hydrozyklonstufe entlang der inneren Umfangflache der Siebvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von mindestens 10 m/Sek. (35 Fuß/Sek.) aufgrund des Überlaufaustragdruckes der Hydrozykonstufe geleitet wird.

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