DE60022264T2

DE60022264T2 - Vorrichtung für koagulierende Sedimentation

Info

Publication number: DE60022264T2
Application number: DE60022264T
Authority: DE
Inventors: Minoru Hayakawa; Toshihiko Abe
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2020-05-31
Also published as: ATE303191T1; DK1057510T3; US6334952B1; EP1057510B1; EP1057510A1; DE60022264D1; US20020056678A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sedimentation, um suspendierte Feststoffe oder Ähnliches in einer Flüssigkeit, welche in einem Sedimentationstank behandelt werden soll, zu koagulieren und auszufällen, um die Flüssigkeit zu klären.
Relevanter Stand der Technik
Vorrichtungen zur koagulierenden Sedimentation sind ein Typ von koagulationsartigen Wasserbehandlungsvorrichtungen, welche suspendierte Feststoffe oder ähnliches, welche in einer zu behandelnden Flüssigkeit wie ursprüngliches Schmutzwasser enthalten sind, ausflocken, durch Koagulation mit einem geeigneten Additiv, wobei die suspendierten Feststoffe von der Flüssigkeit durch Sedimentationsbetrieb eliminiert werden.
Als eine solche Art von Sedimentationsvorrichtung war eine bekannt, welche in der japanischen Patentveröffentlichung JP – A – 58174209 offenbart ist. Die Sedimentationsvorrichtung, welche in dieser Veröffentlichung beschrieben ist, umfasst eine röhrenförmige Mischkammer, zur Koagulation der suspendierten Feststoffe oder ähnlichem durch Mischung der Flüssigkeit, welche behandelt werden soll, mit einem Additiv. Die Mischkammer ist in einem aufrechten Status innerhalb eines Sedimentationstanks an dessen Mittelpunkt angeordnet. Ebenso ist ein Verteiler am unteren Ende der Mischkammer angeordnet, durch welchen die Flüssigkeit, welche behandelt werden soll, und koagulierte Flocken aufweist, in den inneren Raum innerhalb des Tanks verteilt wird. In dieser Spezifikation umfasst der innere Raum nicht den Raum innerhalb der Mischkammer, nachfolgend bezeichnet als „Sedimentationsraum".
Ein Verteiler, welcher kürzlich entwickelt wurde, siehe JP – A – 11319415 (veröffentlich nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Erfindung), besteht im Wesentlichen aus einem schalenförmigen Drehträger, welcher zu einem unteren Teil einer Mittelwelle, welche innerhalb der Mischkammer konzentrisch damit angeordnet ist, verbunden ist, welcher als ein Boden der Mischkammer wirkt; eine Vielzahl von Abgaberöhren, welche sich radial von der äußeren peripheren Oberfläche des Drehhalters erstrecken; und ein Antriebsgerät zum Drehen der Mittelwelle. Wenn die Mittelwelle gedreht wird, wird die die Flocken enthaltene Flüssigkeit, welche behandelt werden soll, von Abgabeöffnungen der einzelnen Abgaberöhren entleert, und wird gleichmäßig in den Sedimentationsraum innerhalb des Sedimentationstanks verteilt.
In dem Sedimentationsraum werden die koagulierten Flocken in der Flüssigkeit durch Sedimentationsbetrieb abgetrennt, und bilden eine konzentrierte Schlammschicht in der Bodenregion des Tanks. Auf der anderen Seite steigt klares Obenstehendes in den oberen Bereich des Tanks, und ein sehr klares Obenstehendes nahe der Flüssigkeitsoberfläche wird durch einen Trog, welcher in dem oberen Bereich des Tanks angeordnet ist, eingesammelt, und wird aus dem Tank durch einen Auslass, welcher mit diesem Druck kommuniziert, aus dem Tank herausgebracht.
Die oben erwähnte konventionelle Vorrichtung zur Sedimentation kann effizient klare Obenstehende liefern, und wird für verschiedene Zwecke benutzt, zum Beispiel zur Behandlung von Schmutzwasser, zum Auffangen von weißem Wasser bei der Papierherstellung und so weiter. Jedoch wurden die folgenden Probleme erkannt, als Vorrichtungen zur Sedimentation dieses Typs in weit verbreitete Benutzung kamen.
In dieser typischen Vorrichtung zur Sedimentation wird die Flüssigkeit, welche behandelt werden soll, kontinuierlich in einen oberen Bereich der Mischkammer durch einen Leitung zugeführt; wobei die Flüssigkeit innerhalb der Mischkammer von dem rotierenden Verteiler unterhalb der Mischkammer abgelassen wird.
Zwischenzeitlich enthält die Flüssigkeit innerhalb der Mischkammer Partikel, welche eine relativ hohe spezifische Gravitation aufweisen, und suspendierte Feststoffe oder ähnliches, welche koagulieren und sperrige Flocken innerhalb einer kurzen Zeitspanne ausbilden unter der Wirkung eines Additivs.
Als Konsequenz können die Partikel und Flocken innerhalb der Mischkammer sedimentieren, um direkt innerhalb des Drehhalters des Verteilers zu akkumulieren, welcher als der Boden der Mischkammer wirkt, bevor sie in die Abgaberöhren von der Mischkammer fließen. Wenn Schlamm oder Ähnliches innerhalb des Drehhalters oder des Bodens der Mischhalter akkumuliert, können die Einlässe der Abgaberöhren in dem Verteiler blockiert werden. Wenn die Einlässe der Abgaberöhren blockiert sind, kann die Flüssigkeit, welche behandelt werden soll, nicht effizient in den Sedimentationsraum in dem Tank verteilt werden, wobei die Klarheit von Obenstehenden sich verschlechtern kann.
US – A – 5 478 468 offenbart eine Prozessvorrichtung zur koagulierten Sedimentation, welche einen Sedimentationstank, eine Mischkammer, welche drehbar innerhalb des Sedimentationstanks gelagert ist, Mittel zum Zuführen von Suspension und Additiv zu der Mischkammer, einen Mixer, welcher innerhalb der Mischkammer zum Rühren der gemischten Flüssigkeit der Suspension und des Additivs angebracht ist, und eine Vielzahl von Verteilern, welche sich radial von der Mischkammer erstrecken und mit einer Vielzahl von Düsenanschlüssen, welche sich nach unten öffnen, wobei streifenartige Dämpfungsplatten jeweils fixiert unterhalb des Verteilers befestigt sind, um entgegengesetzt gegen die Düsenanschlüsse zu sein, aufweist. Die Mischflüssigkeit, welche von den Düsenanschlüssen des Verteilers nach unten gespritzt wird, schlägt gegen die Dämpfungsplatte und wird derart gedämpft, dass ihre Gefällhöhe reduziert wird. Dementsprechend gibt es keinen Fall, in dem turbulenter Fluss durch die Mischflüssigkeit erzeugt wird, welche auf die konzentrierte Schlammschicht gespritzt wird, welche in einem Boden des Sedimentationstanks ausgebildet wird.
Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur koagulierten Sedimentation vorzusehen, welche eine günstige Betriebsleistung aufweist, und besonders geklärte Obenstehende liefert.
Zusammenfassung der Erfindung
Um das oben genannte Ziel zu erreichen sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur koagulierten Sedimentation für Ausfällung und Abtrennung suspendierter Feststoffe koagulierter Flocken und ähnlichem in einer zu behandelnden Flüssigkeit vor, um die Flüssigkeit zu klären, wobei die Vorrichtung zur Sedimentation folgendes aufweist:
Einen Sedimentationstank; eine stationäre Mischkammer, welche in einem aufrechten Zustand des Tanks konzentrisch damit angeordnet ist, zum Einführen, Rühren und Mixen der Flüssigkeit und eines darin enthaltenen Additivs; einen schalenförmigen Drehhalter, welcher benachbart zu einem unteren Endteil der Mischkammer angeordnet ist, um als der Boden der Mischkammer zu wirken, wobei der Drehhalter angepasst ist, um eine Mittelachse der Mischkammer zu rotieren und einen Bodenteil aufweist, welcher mit einer Öffnung ausgebildet ist; mindestens eine Abgaberöhre, welche sich nach außen von einer äußeren peripheren Oberfläche des Drehhalters erstreckt, welche mit dem Inneren des Drehhalters kommuniziert und eine Röhrenwand aufweist, welche bei mindestens einer Abgabeöffnung vorgesehen ist, zum Verteilen der Flüssigkeit innerhalb der Mischkammer in einem Ausfällungsraum zwischen dem Tank und der Mischkammer; und eine Schaufel, welche in Bezug auf die Mischkammer fixiert ist, und zur Abgabe einer Ausfällung, welche auf den Bodenteil des Drehhalters abgelagert ist und durch die Öffnung zu der Außenseite des Drehhalters angepasst ist.
Verschiedene zu behandelnde Flüssigkeiten in der Vorrichtung zur Sedimentation beinhalten Partikel, welche ein relativ hohes Gewicht haben und suspendierte Feststoffe oder ähnliches, welche innerhalb einer kurzen Zeitspanne unter der Wirkung eines Additivs koagulieren, und dabei sperrige Flocken ausbilden. Als eine Konsequenz können die Partikel und sperrigen Flocken oder Ähnliches in nerhalb der Mischkammer separieren, wobei sie am Boden des Drehhalters ohne Fluss in die Abgaberöhren des Verteilers ausfällen. Bei Betrachtung dieses Punktes ist der Bodenteil des Drehhalters der Vorrichtung zur Sedimentation mit einer Öffnung ausgebildet, wobei eine Kratzschaufel in Bezug auf die Mischkammer fixiert ist.
Nämlich dreht sich während des Betriebs der Vorrichtung zur Sedimentation der Drehhalter relativ zu der Mischkammer, wobei die Kratzschaufel, welche an die Mischkammer fixiert ist, sich in Bezug auf den Drehhalter dreht. Als Konsequenz wird die Ausfällung, welche auf den Boden des Drehhalters während des Betriebs der Vorrichtung zur Sedimentation abgelagert wird durch die Kratzschaufel in die Öffnung gekratzt, und wird durch die Öffnung in den Tank abgegeben. Als Ergebnis wird verhindert, dass der Einlass der Abgaberöhre blockiert wird, so dass die zu behandelnde Flüssigkeit immer effizient in den Tank verteilt wird. Somit verbessert sich die Betriebsleistung der Vorrichtung zur Sedimentation, und die Klarheit von Obenstehenden verbessert sich ebenfalls.
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden werden von der detaillierten Beschreibung, welche nachfolgend gegeben wird, und den beigefügten Zeichnungen, welche nur zum Zweck der Illustration gegeben sind, und nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung verstanden werden.
Weitere Reichweite der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird offensichtlich werden von der detaillierten Beschreibung, welche nachfolgend gegeben wird. Jedoch soll es verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, welche die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, nur im Weg der Illustration gegeben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Verlauf der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
Die 1 eine vertikale Schnittansicht ist, welche eine Sedimentationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine vergrößerte teilweise Schnittansicht ist, welche die Nachbarschaft eines Verbindungsstücks zwischen einer Mischkammer und einer Leitung zur Einführung von zu behandelnder Flüssigkeit zeigt;
3 eine Teilansicht entlang der Linie III – III in 2 ist;
4 eine vergrößerte teilweise Schnittansicht ist, welche die Nachbarschaft von einem Verbindungsstück zwischen der Mischkammer und einem Drehhalter zeigt;
5 eine Schnittansicht entlang der Linie V – V in 4 zeigt;
6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI – VI in 1 zeigt;
7 eine vergrößerte teilweise Schnittansicht ist, welche die Nachbarschaft eines Verbindungsstücks zwischen der Mischkammer und dem Drehhalter in einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
8 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII – VIII in 7 ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 wird eine vertikale Schnittansicht einer Vorrichtung zur koagulierenden Sedimentation gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet wird. Die Vorrichtung 10 zur Sedimentation ist von dem Typ, welcher einen Sedimentationstank 12 aufweist, welcher angepasst ist, um suspendierte Feststoffe und Flocken von einer zu behandelnden Flüssigkeit wie ausgangsmäßiges Schmutzwasser durch Sedimentationsbetrieb abzutrennen, und geklärtes Obenstehendes als die behandelte Flüssigkeit herauszunehmen; und eine Mischkammer 14, welche darin angeordnet ist, zum Koagulieren der suspendierten Feststoffe und ähnlichem in der Flüssigkeit, und um sie auszuflocken. Eine solche Vorrichtung 10 zur Sedimentation ist dazu in der Lage, so genannten Schlammdeckenbetrieb und Schlammzirkulationsbetrieb auszuführen, und kann für verschiedene Zwecke angewandt werden, zum Beispiel zur Behandlung von Schmutzwasser, zum Aufsammeln von weißem Wasser aus der Papierherstellung, zum Aufsammeln von DIP – Schmutzwasser, zum Klären von ätzender grü lung, zum Aufsammeln von DIP – Schmutzwasser, zum Klären von ätzender grüner Flüssigkeit, Behandlung von Wasser, Behandlung zur Ausfällung und Waschung anorganischer Substanzen und ähnlichem.
Der Sedimentationstank 12 hat eine Tiefe von ungefähr 4000 bis 5000 mm und einen Durchmesser von ungefähr 1500 bis 30000 mm, welche willkürlich gemäß dem Raum zur Installation des Tanks 12 und der Eigenschaft, Menge und dergleichen der zu behandelnden Flüssigkeit gesetzt sind. Der Sedimentationstank 12 ist aus einer Basis 16, welche aus Beton oder ähnlichem gemacht ist, in der Fläche zur Installation der Vorrichtung 10 zur Sedimentation konstruiert, und einer Seitenwand 18, welche darauf fixiert ist, welche aus einer Stahlplatte gemacht ist.
Ein Rahmen 20 überbrückt den oberen Kantenteil der Tankseitenwand 18. Der Rahmen 20 wird hauptsächlich als ein Serviceraum für Bediener genutzt. Die Mischkammer 14 ist vertikal von dem Mittelteil des Rahmens 20 aufgehängt. Die Mischkammer 14 ist im Wesentlichen wie ein verlängerter Zylinder geformt, und hat beispielsweise eine Gesamtlänge von ungefähr 2/3 der Tiefe des Sedimentationstanks 12. Die Mischkammer 14 ist an den Rahmen 20 derart fixiert, dass die Mittelachse sich mit derjenigen des Sedimentationstanks 12 ausrichtet. Als eine Konsequenz ist die Mischkammer 14 innerhalb des Sedimentationstanks 12 in einem aufrechten Zustand gesichert, während eine vorbestimmte Lücke oder ein Raum zwischen dem unteren Ende der Mischkammer 14 und der Bodenoberfläche des Sedimentationstanks 12 ausgebildet ist.
Eine Flüssigkeitseinlassröhre 22 erstreckt sich von einer Pumpe (nicht gezeigt), welche außerhalb des Sedimentationstanks 12 angeordnet ist. Eine Leitung 24 zum Zuführen der zu behandelnden Flüssigkeit ist mit dem oberen Teil der Mischkammer 14 verbunden, und kommuniziert mit der Flüssigkeitseinlassröhre 22. Die Position, bei welcher die Leitung 24 und die Mischkammer 14 miteinander verbunden sind ist geringer als die Flüssigkeitsoberfläche in dem Sedimentationsraum innerhalb des Tanks 12 und die Flüssigkeitsoberfläche innerhalb der Mischkammer 14 während des Betriebs.
Innerhalb der Mischkammer 14, wie in 2 gezeigt, ist eine Aufnahmekammer 26 in direkter Kommunikation mit der Flüssigkeitseinlassleitung 24 angeordnet. Die Aufnahmekammer 26 ist durch ein umlaufendes Glied 28, welches aus einer flachen Platte und einem röhrenförmigen Teil 30 gemacht ist, definiert. Das umlaufende Glied 28 bildet den Bodenteil der Aufnahmekammer 26, wobei das röhrenförmige Glied 30 den Seitenwandteil der Aufnahmekammer 26 bildet.
Ein Raum zur Aufnahme der Zielflüssigkeit wird entlang des umlaufenden Glieds 28, des röhrenförmigen Glieds 30 und der inneren peripheren Oberfläche der Mischkammer 14 definiert. Die Größen des umlaufenden Glieds 28 und des röhrenförmigen Glieds 30 sind derart gewählt, dass das Volumen dieses Raums notwendig und ausreichend ist. Ebenso ist das umlaufende Glied 28 an der inneren peripheren Fläche der Mischkammer 14 derart befestigt, dass es niedriger als die Leitung 24 positioniert ist. Ferner ist der obere Kantenteil des röhrenförmigen Glieds 30, welcher an der inneren peripheren Kante des umlaufenden Glieds 28 fixiert ist, höher als die Leitung 24 positioniert. Als eine Konsequenz zirkuliert die zu behandelnde Flüssigkeit durch die Aufnahmekammer 26 als erstes, wenn sie in die Mischkammer 14 fließt.
Zusätzlich ist in der Nachbarschaft der Leitung 24 ein Überflussbegrenzer 32 zwischen der inneren peripheren Fläche 14 und dem oberen Kantenteil des röhrenförmigen Glieds 30 angeordnet. Konsequenterweise kann verhindert werden, dass sogar wenn die Flussrate des Flüssigkeitsflusses von der Leitung 24 in die Aufnahmekammer 26 hoch ist die Flüssigkeit unmittelbar heraus aus der Aufnahmekammer 26 in die Nachbarschaft der Leitung 24 verschüttet wird. Hier kann, wie in den 2 und 3 gezeigt, ein röhrenförmiger Körper 36 einer Mischvorrichtung 34, welcher später erklärt werden wird, im Inneren des röhrenförmigen Glieds 30 installiert werden. Diese Anordnung ist dazu gedacht, den Raum innerhalb der Mischkammer 14 effizient auszunutzen.
Somit zirkuliert die Flüssigkeit, welche heraus aus der Leitung 24 fließt, durch die Aufnahmekammer 26, wenn die Aufnahmekammer 26 innerhalb der Mischkammer 14 angeordnet ist, und fließt dann in die Mischkammer 14. Als ein Ergebnis können, sogar wenn die Flüssigkeit, welche in die Mischkammer 14 eingeführt wird, Partikel enthält, welche eine relativ hohe spezifische Gravitation, sperrige Flocken und Ähnliches aufweisen, die Menge an Ausfällungen am Boden der Mischkammer 14 effizient reduziert werden, verglichen mit dem Fall ohne Aufnahmekammer 26.
Abhängig von der Eigenschaft der zu behandelnden Flüssigkeit und ähnlichem kann jedoch die Menge an Ausfällungen auf dem Bodenteil 28 der Aufnahmekammer 26 so viel sein, dass der Auslass 38 der Leitung 24 in manchen Fällen blockiert wird.
Daher ist, wie in 3 klar gezeigt, das umlaufende Glied 28 mit Abgabeöffnungen 40 geformt, zum Abgeben der Ausfällung, welche innerhalb der Aufnahmekammer 26 abgelagert ist, in die Mischkammer 14. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Abgabeöffnungen 40 insgesamt an vier Plätzen in 90° – Intervallen angeordnet. In diesem Fall ist die Gesamtfläche der Abgabeöffnung 40 (das Gesamte der individuellen Flächen von der Abgabeöffnung 40) bevorzugter Weise 1/4 bis 1/2 der Fläche des Bodenteils 28 der Kammer. Dies kann verhindern, dass die Flüssigkeit, welche in die Aufnahmekammer 26 geflossen ist, in die Mischkammer 14 im Überfluss von Abgabeöffnungen 40 fließt, und kann ebenfalls verhindern, dass die Abgabeöffnungen 40 mit der Ausfällung blockiert werden. Um zu verhindern, dass die Abgabeöffnungen 40 mit der Ausfällung blockiert werden, wird ihre Öffnungsweite (durch W in 3 bezeichnet) bevorzugter Weise auf 30 mm oder größer gesetzt.
Wenn an dem umlaufenden Glied 28 Abgabeöffnungen 40 vorgesehen sind, dann werden Partikel, welche eine hohe spezifische Gravitation aufweisen, sperrige Flocken und ähnliches, welche in der zu behandelnden Flüssigkeit innerhalb der Mischkammer 26 enthalten sind, in die Mischkammer 14 im Wege der Abgabeöff nungen 40 sedimentieren, und die Ausfällungen auf dem umlaufenden Glied 28 werden in die Mischkammer 14 im Wege der Abgabeöffnungen 40 abgegeben, aufgrund des Flusses innerhalb der Aufnahmekammer 26. Als eine Konsequenz werden keine Schwierigkeiten wie die Blockierung des Auslasses 38 der Leitung 24 auftreten.
Nochmals unter Bezugnahme auf 1 wird an der Mischkammer 14 eine Vielzahl von Injektionsdüsen 42 zur Injektion von verschiedenen Additiven, welche suspendierte Feststoffe und Ähnliches in der zu behandelnden Flüssigkeit koagulieren, und Flocken formen, vorgesehen. Während ein hochmolekularer Koagulant als Additiv verwendet wird, welches in die Mischkammer 14 eingefügt wird, ist er in geeigneter Weise ausgewählt, abhängig von der zu behandelnden Flüssigkeit und den Materialien, welche darin enthalten sind. Die individuellen Injektionsdüsen 42 sind entlang der vertikalen Achse der Mischkammer 14 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Paar von Injektionsdüsen 42 in jedem der oberen, mittleren und unteren Stufen der Mischkammer 14 angeordnet. Jede Injektionsdüse ist mit einer Pumpe 46 durch einen Kopf 44, welcher durch einen geeigneten Halter getragen wird, beispielsweise wie der Rahmen 20, verbunden, wobei der Tank 48, welcher ein Additiv enthält, an die Ansaugöffnungen der Pumpe 46 angeschlossen ist. Dadurch wird, wenn die Pumpe 46 betrieben wird, das Additiv aus dem Tank 48 durch die Injektionsdüsen 42 in die Mischkammer 14 injiziert. Die Menge an Injektion des Additivs ist für jede Injektionsdüse 42 steuerbar.
Ferner beinhaltet, wie in 1 gezeigt, die Mischkammer darin eine Mischvorrichtung 34 zum Mischen und Rühren der zu behandelnden Flüssigkeit und des Additivs. Die Mischvorrichtung 34 ist durch den hohlen röhrenförmigen Körper 36, welcher vertikal von dem Rahmen 20 herunter hängt, mit einem oberen Endteil davon und drehbar gelagert in dem Rahmen 20, um konzentrisch mit der Mischkammer 14 zu sein, und einer Vielzahl von Schaufeln 50, welche an der äußeren peripheren Fläche davon angebracht sind, konstruiert. Auch wird zur Zeit des Betriebs der Vorrichtung 10 zur Sedimentation der röhrenförmige Mischerkörper 36 durch ein Antriebsgerät 52, welches auf dem Rahmen 20 montiert ist, angetrieben.
Eine Mittelwelle 54 wird durch den röhrenförmigen Mischkörper 36 eingesetzt. Die Mittelwelle 54 hängt auch von dem Rahmen 20 herab, während sie in einem konzentrisch mit der Mischkammer 14 angeordneten Zustand ist, und wird durch die Antriebsvorrichtung 56, welche auf dem Rahmen 20 montiert ist, gedreht. Die Mittelwelle 54 erstreckt sich vertikal auf eine Schlammrohreinrückung 58, welche an dem Mittelteil der Betonbasis 16 angeordnet ist. Ebenso sind, wie in 4 klar gezeigt ist, eine Vielzahl von Gliedern 60 zur Unterdrückung von axialen Fluktuationen der Mittelwelle 54 an dem unteren Endteil des röhrenförmigen Mischkörpers 36 fixiert, beispielsweise in 90°-Intervallen.
Der Teil der Mittelwelle 54, welcher benachbart zu dem unteren Ende der Mischkammer 14 ist, ist mit einem Verteiler 62 zum Verteilen der Flüssigkeit 14 in den Sedimentationstank 12 ausgerüstet. Wie von 4 verstanden werden kann, ist der Verteiler 62 im Wesentlichen durch einen schalenförmigen Drehhalter 64, welcher konzentrisch auf die Mittelwelle 54 fixiert ist, und derart angeordnet ist, dass er den unteren Endteil der Mischkammer 14 schließt, und einer Vielzahl von Abgaberöhren 66, welche mit dem Inneren des Drehhalters 64 kommunizieren und sich horizontal radial nach außen von der äußeren Peripheroberfläche des Drehhalters 64 erstrecken, aufgebaut. Jede Abgaberöhre 66 ist mit einer Reihe einer Vielzahl von Abgabeöffnungen 68 entlang der Longitudenalachse davon geformt. Zurzeit des Betriebs der Vorrichtung 10 zur Sedimentation wird der Verteiler 62 durch das Antriebsgerät 56 zusammen mit der Mittelwelle 54 gedreht, wobei die Flüssigkeit, welche koagulierte Flocken enthält, innerhalb der Mischkammer 14 abgegeben und verteilt wird in den Sedimentationstank 12, während ein Kreis gezeichnet wird von den Abgabeöffnungen der Abgaberöhren 66.
Eine Dichtungseinheit 70 ist zwischen der Lücke der Mischkammer 14 und dem Drehhalter 64 angeordnet. Die Dichtungseinheit 70 ist durch eine zweiteilige blattähnliche Packung 72, welche an dem Flanschteil, welcher an der unteren Kante der Mischkammer 14 ausgebildet ist, fixiert ist, ausgebildet, derart, dass die Packung 72 gegen die äußere periphere Oberfläche des oberen Teils des Drehhalters 64 gleitet. Dies verhindert, dass die Flüssigkeit abgegeben wird oder eine Abkürzung direkt in den Sedimentationsraum innerhalb des Tanks 12 nimmt. Natürlich kann eine eingedrückte Packung, welche einen P – förmigen Querschnitt aufweist, an Stelle der Packung 72 verwendet werden, und die Dichtungseinheit 70 kann auch als eine Stopfbüchsenpackung oder eine mechanische Dichtung ausgebildet sein.
Der Drehhalter 64 des Verteilers 62 wirkt als der Boden der Mischkammer 14. Konsequenterweise können Partikel, welche eine relativ hohe spezifische Gravitation haben, sperrige Flocken oder Ähnliches in der zu behandelnden Flüssigkeit innerhalb der Mischkammer 14 sedimentieren, und sich an der Bodenoberfläche des Drehhaltes 64 ohne Fluss in die Abgaberöhren 66 ansammeln. Hier umfassen die Teilchen, welche eine hohe spezifische Gravitation haben und die sperrigen Flocken diejenigen, welche aus der Aufnahmekammer 26 in die Mischkammer 14 geflossen sind. Die sperrigen Flocken umfassen ferner suspendierte Feststoffe und ähnliches, welche innerhalb einer kurzen Zeitspanne nach Zugabe des Additivs in die Flüssigkeit koaguliert sind. Wenn Schlamm und Ähnliches an der Bodenoberfläche des Drehhalters 64 im Überfluss als solcher ausfällt, dann gibt es die Möglichkeit für die Ausfällungen, zwischen die Mittelwelle 54 und die Glieder 60 zur Unterdrückung der axialen Fluktuationen einzutreten, wobei die Mittelwelle 54 und die Glieder 60 abgenutzt und beschädigt werden, oder die Abgaberöhren 66 blockiert werden.
Im Hinblick auf diesen Punkt, wie in 5 gezeigt, ist der Boden des Drehhalters 64 mit einer Öffnung 74 zur Abgabe der Ausfällung wie eines Schlamms in den Sedimentationsraum innerhalb des Tanks 12 geformt. In der gezeigten Vorrichtung 10 zur Sedimentation ist eine Öffnung 74 in der Nähe der Mittelwelle 54 angeordnet.
Ebenfalls wie in 4 und 5 gezeigt ist die Mischkammer 14 mit einer Kratzschaufel 76 zum Kratzen der Ausfällung, welche auf der Bodenoberfläche des Drehhalters 64 abgelagert ist, in die Öffnung 74 und zur Abgabe dessen in den Sedimentationsraum davon ausgeformt. Insbesondere ist ein Anlageblock 78 an die innere periphere Oberfläche des unteren Teils der Mischkammer 14 fixiert, wobei das obere Ende eines Unterstützungsglieds 80 aus einem Winkelstahl oder ähnlichem fixiert ist und an den Anlageblock 78 mit Hilfe eines Bolzens oder ähnlichem. Das Trageglied 80 erstreckt sich parallel mit der Mittellinie 54, das heißt vertikal. Die Kratzschaufel 76 ist an dem unteren Endteil des Trageglieds 80 derart fixiert, dass sie sich nach innen im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung erstreckt. Die Kratzschaufel 76 ist aus einem Winkelstahl durch ein Paar von planaren Teilen 76a, 76b, welche miteinander im rechten Winkel verbunden sind, ausgebildet, und hat einen im Wesentlichen L – förmigen Querschnitt. Ein planarer Teil 76a ist im Wesentlichen parallel zu der unteren Oberfläche des Drehhalters 64, wobei sich der andere planare Teil 76b nach oben in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung erstreckt. Ebenso ist der vertikale planare Teil 76b an der vorderen Seite in der normalen Drehrichtung des Drehhalters 64 (bezeichnet durch den Pfeil D in 5) angeordnet. Bevorzugterweise wird der Abstand zwischen dem horizontalen planaren Teil 76a der Kratzschaufel 76 und der unteren Oberfläche des Drehhalters 64 zu ungefähr 1 bis 50 mm gewählt.
Hier ist, wenn eine Linie, welche im Wesentlichen parallel zu der Kratzschaufel 76 ist, und sich radial von der Mitte der Mittelwelle 54 erstreckt, willkürlich gewählt und auf einen spezifischen Radius R1 gesetzt wird, die Kratzschaufel 76 als Ganzes derart angeordnet, dass sie parallel zu dem Radius R1 und in der rückwärtigen Richtungsseite des Drehhalters 64 von dem Radius R1 positioniert ist. Da die Kratzschaufel 76 derart angeordnet ist, dass eine Zentripetalkraft (gerichtet auf die Mittelwelle 54) auf die Ausfällung in Kontakt mit dem vertikalen planaren Teil 76b der Kratzschaufel 76 wirken würde. Als eine Konsequenz wird, wenn die Kratzschaufel 76 in Bezug auf den Drehhalter 76 dreht, die Ausfällung durch die Kratzschaufel 76 in Richtung der Mittelwelle gekratzt. Innerhalb des Sedimentationstanks 12 ist ein Kurzschlussverhinderungsglied 82 zur Blockierung des Flusses der zu behandelnden Flüssigkeit, welcher heraus in den Sedimentationsraum innerhalb des Tanks 12 durch die Öffnung 74 fließt, unter dem Drehhalter 64 angeordnet. Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist das Kurzschlussverhinderungsglied 82 wie eine Scheibe geformt, und ist an die Mittelwelle 54 derart fixiert, dass seine äußere Peripherie an der Außenseite der äußeren Kante der Öffnung 74 angeordnet ist. Wenn sich die Mittelwelle 54 dreht, dreht sich das Kurzschlussverhinderungsglied 82 mit dem Drehhalter 64. Rückkehrend auf 1 sind Umlenkplatten 84, welche unter ihren entsprechenden Abgaberöhren 66 des Verteilers 62 positioniert sind, an dem Drehhalter 64 befestigt. Als eine Konsequenz wird die Flüssigkeit, welche aus den Abgabeöffnungen 68 abgegeben wird, durch die Ablenkplatten 84 abgelenkt, und wird dann in eine untere Region des Sedimentationstanks 12 geliefert, so dass die koagulierten Flocken davon abgehalten werden, durch die Flüssigkeit, welche von dem Verteiler 62 abgegeben wird, gerührt zu werden, wobei die Effizienz der Separation durch Sedimentation weiterhin verbessert wird, in der Vorrichtung 10 zur Sedimentation. Hier sind, da es ein Risiko von Wirbeln gibt, welche im Überfluss innerhalb des Sedimentationstanks 12 auftreten, wenn der Durchmesser der Abgaberöhren 66 zu groß ist, die Abgaberöhren 66 bevorzugter Weise mit einem kleinen Durchmesser gemacht. Wenn der Sedimentationstank 12 einen großen Durchmesser hat, dann wird die Anzahl an Abgaberöhren 66 bevorzugter Weise erhöht, gemäß dem Durchmesser.
Ferner sind ein Rechen 86 und ein konischer Kratzer 88 an dem unteren Endteil der Mittelwelle 84 angebracht, welche zusammen mit dem Verteiler 62 rotieren. Der Rechen 86 wird zum Konzentrieren des Schlamms verwendet, welcher durch sedimentierte Flocken in der Flüssigkeit, welche von den Abgaberöhren 66 abgegeben wird, verwendet und kratzt den Schlamm in die Schlammführungseindrückung 58. Der konische Kratzer 88 ist innerhalb der Eindrückung 58 angeordnet. Die Eindrückung 58 kommuniziert mit einer Schlammröhre 90, welche sich durch die Betonbasis 16 erstreckt, wobei die Schlammröhre 90 in Verbindung mit einer Schlammröhrenpumpe 92 und einer Schlammrückführungspumpe 94 steht. In einem Schlammdeckenbetrieb wird die Schlammröhrenpumpe 92 gemäß dem Wert betrieben, welche durch einen Interfacesensor (nicht gezeigt) angezeigt wird, um den konzentrierten Schlamm innerhalb des Sedimentationstanks 12 zu der Außenseite des Systems abzugeben, wobei der Interfacepegel der Schlammdeckenschicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten wird. Hier wird, da der konische Kratzer rotiert, der konzentrierte Schlamm innerhalb des Sedimentationstanks 12 gleichmäßig abgegeben. In einem Rührzirkulationsbetrieb, auf der anderen Seite, wird die Schlammrückführungspumpe 94 gemäß dem Wert betätigt, welcher durch den Interfacesensor angezeigt wird, um den Schlamm geeignet in den Sedimentationstank 12 zurückzuführen. Im oberen Bereich des Sedimentationstanks 12 sind umlaufende Tröge 96, 98 zur Aufnahme der geklärten Flüssigkeit angeordnet, welche von den Verteilern 62 in den Sedimentationsraum geliefert wird und sich darin anreichert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es zwei umlaufende Tröge 96, 98 welche größere und kleinere Durchmesser haben, welche konzentrisch angeordnet sind, wie in 6 klar gezeigt ist. Die umlaufenden Tröge 96, 98 kommunizieren mit einem Flussauslass 100, welcher in dem oberen Teil der Seitenwand 18 des Sedimentationstanks 12 geformt ist. Die umlaufenden Tröge 96, 98 werden detaillierter im Folgenden erklärt.
In der vorhergehenden Anordnung wird die zu behandelnde Flüssigkeit, wie unbehandeltes Wasser, folgendermaßen geklärt.
Die Zielflüssigkeit wie ungeklärtes Wasser wird zu der Vorrichtung 10 zur Sedimentation und durch die Einlassröhre 22 geliefert. Die Flüssigkeit, welche durch die Einlassröhre 22 durch die Leitung 24 fließt, fließt ursprünglich in die Aufnahmekammer 26. Danach zirkuliert die Flüssigkeit durch den Raum, welcher durch das umlaufende Glied 28, das röhrenförmige Glied 30 und die innere periphere Oberfläche der Mischkammer 14 definiert wird, und spritzt dann hinaus in die Mischkammer 14 von dem oberen Teil der Aufnahmekammer 26. Dies kann effizient Teilchen zurückhalten, welche eine hohe spezifische Gravitation aufweisen, sperrige Flocken und ähnliches, von der Sedimentation innerhalb der Mischkammer 14 und dabei Ausfällungen auf dem Boden des Drehhalters 64 des Verteilers 62, verglichen mit dem Fall, in dem die Flüssigkeit direkt in die Mischkammer 14 von der Leitung 24 eingeführt wird. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass die Einlässe der Abgaberöhren 26 in den Verteiler 62 blockiert werden, derart, dass die Flüssigkeit immer effizient im Sedimentationsraum innerhalb des Tanks 12 verteilt wird , wobei die Betriebsleistung der Vorrichtung 10 zur Sedimentation verbessert wird.
Bezüglich der Flüssigkeit, welche in die Mischkammer 14 in die Aufnahmekammer 26 geflossen ist, wird ein Additiv mit einer vorgegebenen Zeitsteuerung von einer oder allen der Injektionsdüsen 42, welche separiert in einer Vielzahl von Stufen angeordnet sind, eingespritzt. Konsequenterweise wirkt der Effekt, welcher durch das Additiv ausgelöst ist, für eine lange Zeitspanne fort, und Flocken, welche eine bevorzugte Sedimentationscharakteristik haben, werden ausgebildet. Die Flüssigkeit und das Additiv innerhalb der Mischkammer 14 werden durch die Mischvorrichtung 30 gemischt, wobei suspendierte Feststoffe und Ähnliches in der Flüssigkeit koagulieren, um Flocken zu formen (ursprüngliche Flocken).
Die Flüssigkeit, welche die Flocken enthält, tritt in den Drehhalter 64 ein, welcher durch die Antriebsvorrichtung 56 gedreht wird, und wird in den Sedimentationstank 12 durch die Abgabeöffnungen 68 der Abgaberöhren 66 verteilt. Hier wird ein Teil des Flusses der Flüssigkeit, welche von der Mischkammer 14 in Richtung des Drehhalters 64 nach unten fließt, zum Beispiel der Fluss, welcher dabei ist, in die Lücke zwischen der Mischkammer 14 und dem Drehhalter 64 einzudringen, durch die Dichtungseinheit 70 blockiert. Die Flüssigkeit, welche die koagulierten Flocken enthält, wird gleichmäßig in den Sedimentationsraum innerhalb des Tanks 12 von den Abgabeöffnungen 68 der Abgaberöhren 66 verteilt. Ebenso, da die Zunahme in der Flüssigkeit innerhalb des Sedimentationsraums durch die umlaufenden Tröge 96, 98 in dem oberen Teil des Sedimentationstanks 12 eingesammelt wird, findet ein aufwärtsgerichteter Fluss der Flüssigkeit innerhalb des Tanks 12 statt, wobei eine Schlammdeckenschicht B oberhalb des Verteilers 62 im Fall des schlammdeckentypischen Betriebs ausgebildet wird. Unter den koagulierten Flocken in der Flüssigkeit bilden diejenigen, welche durch Sedimentationsbetrieb innerhalb des Tanks 12 separiert sind, eine konzentrierte Schlammschicht A in dem Bodenteil des Sedimentationstanks 12 mithilfe des Rechens 86.
Innerhalb der Mischkammer 14 sedimentiert ein Teil der Partikel, sperrigen Flocken und Ähnliches, und fällt auf dem Boden des Drehhalters 64 ohne Fluss in jede Abgaberöhre 66 aus. Während des Betriebs der Vorrichtung 10 zur Sedimentation dreht sich der Drehhalter 64 relativ zu der Mischkammer 14, wobei die Kratzschaufel 76, welche an die Mittelkammer 14 fixiert ist, sich in Bezug auf den Drehhalter 64 drehen würde. Als eine Konsequenz wird die Ausfällung, welche auf der Bodenoberfläche des Drehhalters 64 während des Betriebs der Vorrichtung 10 zur Sedimentation abgelagert wird, in die Öffnung 74 durch die Kratzschaufel 76 gekratzt, und wird in den Tank 12 durch die Öffnung 74 abgegeben.
Als ein Ergebnis wird Schlamm nicht im Überfluss auf der Bodenoberfläche des Drehhalters 64 ausfällen, so dass Probleme, welche durch die Ausfällung innerhalb des Drehhalters 64 erzeugt werden, wie die Blockierung der Einlässe der Abgaberöhren 66 in dem Verteiler 62, verhindert werden, wobei die zu behandelnde Flüssigkeit immer effizient in den Sedimentationstank 12 verteilt wird. Konsequenterweise erhöht sich die Betriebsleistung der Vorrichtung 10 zur Sedimentation und die Klarheit von Obenstehenden erhöht sich ebenso.
Ebenso wird der Fluss der Flüssigkeit, welche in dem Sedimentationsraum innerhalb des Tanks 12 von der Mischkammer 14 durch die Öffnung 74 fließt, durch das Kurzschlussverhinderungsglied 82 blockiert, bevor sie die konzentrierte Schlammschicht A, welche unterhalb des Drehhalters 64 ausgebildet ist, erreicht. Ähnlich wird nicht nur der Schlamm, sperrige Flocken und Ähnliches in der Flüssigkeit, welche aus der Öffnung 74 herausfließt, sondern auch die Ausfällung, wie Schlamm, welcher in den Sedimentationsraum von der Öffnung 74 durch die Kratzschaufel 76 abgegeben wird, von dem Kurzschlussverhinderungsglied 82, welches unter dem Drehhalter 64 angeordnet ist, gehalten. Da sich das Kurzschlussverhinderungsglied 82 zusammen mit dem Drehhhalter 64 dreht, wird die Ausfällung auf dem Kurzschlussverhinderungsglied 82 in den unteren Teil des Sedimentationstanks 12 graduell und langsam unter dem Einfluss von Zentrifugalkräften sedimentieren.
Dies verhindert das sogenannte Kurzschlussphänomen, in welchem die Flüssigkeit, welche in den Sedimentationsraum durch die Öffnung 74 fließt, direkt die konzentrierte Schlammschicht A erreicht, und die koagulierten Flocken und die konzentrierte Schlammschicht A werden davon abgehalten, verdünnt oder gerührt durch die Ausfällung, welche in den Sedimentationstank 12 von dem Drehhalter 64 abgegeben wird, zu werden, wobei die Klarheit von Obenstehenden bevorzugt erhalten werden kann.
Der konzentrierte Schlamm wird von der konzentrierten Schlammschicht A abgezogen, wann immer es durch die Schlammröhrenpumpe 92, welche gemäß dem Wert, welcher durch den Interfacesensor, welcher nicht gezeigt ist, angezeigt wird, gesteuert wird notwendig ist, wobei die Inferfacehöhe der Schlammdeckenschicht B innerhalb eines vordefinierten Bereichs gehalten wird. Auf der anderen Seite werden feine Flocken im nach oben gerichteten Fluss durch große Flocken in der Schlammdeckenschicht B gehalten, so dass sie am nach oben gerichteten Fluss gehindert werden.
Die gezeigte Vorrichtung 10 zur Sedimentation umfasst ein Wirbelverhinderungsglied 102, welches wie ein rechteckiges Blatt aus einem Blattmaterial ausgebildet ist, wie vinylbeschichtetes Nylonblatt oder Stoff (siehe 1). Das Wirbelverhinderungsglied 102 ist zwischen der inneren peripheren Oberfläche des Sedimentationstanks 12 und der äußeren peripheren Oberfläche der Mischkammer 14 gespannt, so dass das Innere des Sedimentationstanks 12 radial partitioniert wird. Konsequenterweise wird, wenn ein Wirbel in der Flüssigkeit innerhalb des Sedimentationstanks 12 auftritt, wenn sich der Verteiler 62 dreht, der Wirbel mit dem Wirbelverhinderungsglied 102 kollidieren, wenn er innerhalb des Sedimentationstanks 12 aufsteigt. Dadurch werden feine koagulierende Flocken davon abgehalten, in die Region höher als der Verteiler 62, aber niedriger als die geklärte Flüssigkeitsoberfläche innerhalb des Sedimentationstanks 12 aufzurollen, wobei die schwimmende Partikelkonzentration in Obenstehenden auf einen anzustrebenden Pegel verringert werden kann. Somit steigen sehr klare Obenstehende innerhalb des Sedimentationstanks 12 nach oben und bilden dabei geklärte Schichten C aus. Dann spritzen die Obenstehenden heraus als behandelte Flüssigkeit in die umlaufenden Tröge 96, 98, und werden schlussendlich heraus zu der Außenseite des Systems durch den Flussauslass 100 genommen.
Die Konfiguration der umlaufenden Tröge 96, 98 wird nun detailliert erklärt werden. Jeder umlaufende Trog 96, 98 hat einen U – förmigen Querschnitt mit einem offenen oberen Teil, derart, dass die Obenstehenden in die Tröge 96, 98 über die obere Kante seines vertikalen Teils, dass heißt Wehrteil, fließen können. Wie oben erwähnt, gibt es zwei umlaufende Tröge 96, 98, welche größere und kleinere Durchmesser in diesem Ausführungsbeispiel haben, und welche konzentrisch angeordnet sind. Die umlaufenden Tröge 96, 98 sind an den Sedimentationstank 12 durch eine Vielzahl von horizontalen Stangen 104, welche sich radial zwischen der Mischkammer 14 und der Seitenwand 18 des Sedimentationstanks 12 erstrecken, angebracht. Ebenso kommunizieren der Trog 96 mit größerem Durchmesser und der Trog 98 mit kleinerem Durchmesser miteinander durch ein U – förmiges Kommunikationsflusspfadglied 106, welches sich dazwischen radial erstreckt, wobei der äußere Endteil des Kommunikationsflusspfadglieds 106 sich in den Flussauslass 100 öffnet. Zum gleimäßigen Zuführen der gesammelten Flüssigkeit in den Flussauslass 100 ist es bevorzugt, dass die Tiefe des Kommunikationsflusspfadglieds 106 größer ist als die Tiefe der umlaufenden Tröge 96, 98. Die obere Kante des vertikalen Teils des Kommunikationsflusspfadglieds 106 kann die gleiche Höhe wie die obere Kante des Wehrteils der umlaufenden Tröge 96, 98 haben, so dass Obenstehendem erlaubt wird, auch aus diesem Teil herauszuspritzen. Der Trog 96 mit größerem Durchmesser ist in einem Zustand in Kontakt mit der inneren peripheren Oberfläche der Seitenwand 18 des Tanks 12, wie konventionell, angeordnet. Als Konsequenz spritzen Obenstehende darin nur von dem Wehrteil 96a auf der zentralen Seite des Tanks 12 nach außen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Trog selbst eine L – förmige Form, da der umlaufende Trog 96 die Seitenwand 18 als sein konstituierendes Element verwendet. Auf der anderen Seite ist der Trog 98 mit kleinerem Durchmesser an einer vorbestimmten Position zwischen der Mischkammer 14 und der Seitenwand 18 des Sedimentationstanks 12 angeordnet, wobei Obenstehende darin nach außen spritzen, von beiden Wehrteilen 96a, 98a, 98b auf der zentralen Seite und äußeren Seite des Tanks 12.
Obwohl die oberen Kanten der Wehrteile 96a, 98a, 98b, in welche Obenstehende herausspritzen linear sein können, ist es bevorzugt, dass V – förmige Einkerbungen in den oberen Kanten der Wehrteile 96a, 98a, 98b in gleichmäßig beabstandeten Intervallen angeordnet sind, da es schwierig ist für die Tröge 96, 98 in der Gesamtheit horizontal mit einer hohen Genauigkeit angeordnet zu werden. Als eine Konsequenz können, wenn die Größe der Einkerbungen angepasst wird, die Obenstehenden gleichmäßig herausgespritzt werden in die gesamte Peripherie der umlaufenden Tröge 96, 98.
Wenn der umlaufende Trog 98 zusätzlich innerhalb des äußeren umlaufenden Trogs 96 als solcher angeordnet ist, dann wird nach oben gerichteter Fluss in der Nähe der Seitenwand 18 des Sedimentationstanks 12 daran gehindert, schneller als der nach oben gerichtete Fluss auf der zentralen Seite des Sedimentationstanks 12 zu werden. Nämlich fließen Obenstehende auch in den umlaufenden Trog 98, welcher an der zentralen Seite des Tanks 12 installiert ist, so dass die Flussrate des nach oben gerichteten Flusses auf der zentralen Seite des Sedimentationstanks 12 die Flussrate des nach oben gerichteten Flusses in der Nähe der Seitenwand 18 des Sedimentationstanks 12 approximiert, wodurch gleichmäßigere nach oben gerichtete Flüsse in der Gesamtheit erreicht werden.
Die optimalen Positionen und Breiten von umlaufenden Trögen 96, 98 werden nun erklärt. Zunächst wird angenommen, dass nach oben gerichtete Flüsse innerhalb des Sedimentationstanks 12 am gleichmäßigsten werden, wenn ihre Wehrüberflusslast die gleiche ist, in den individuellen Wehrteilen 98a, 98b, wobei die Menge an Einfluss pro Vorrichtungslänge in zirkumveraler Richtung von jedem der Wehrteile 96a, 98a, 98b der umlaufenden Tröge 96, 98 als Wehrüberflusslast bezeichnet wird.
Wenn D₁ den Durchmesser der Seitenwand 18 des Sedimentationstanks 12 bezeichnet, D₂ den Durchmesser des inneren Wehrteils 96a des umlaufenden Trogs 96 mit größerem Durchmesser, D₃ und D₄ den äußeren Wehrteil 98b und den inneren Wehrteil 98a des umlaufenden Trogs 98 mit kleinerem Durchmesser, und R₁ den äußeren Durchmesser der Mischkammer, dann ist die optimale Beziehung, welche oben erwähnt ist, durch den folgenden Ausdruck beschrieben.
Natürlich repräsentieren (D₁ – D₂)/2 und (D₃ – D₄)/2 die jeweiligen Einkerbungsbreiten der umlaufenden Tröge 96, 98.
Wenn die umlaufenden Tröge 96, 98 derart angeordnet und konfiguriert sind, dass sie diese Beziehung erfüllen, wird der nach oben gerichtete Fluss innerhalb des Sedimentationstanks 12 gleichmäßiger, um den Effekt der Abtrennung durch Sedimentation zu verbessern, wobei sehr klare Obenstehende erhalten werden können.
Dann wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert im Folgenden erklärt, wobei die vorliegende Erfindung natürlich nicht auf das oben erwähnte Ausführungsbeispiel eingeschränkt wird.
Beispielsweise kann ein Kurschlussverhinderungsglied innerhalb des Drehhalters 64 angeordnet sein. Nämlich ist in dem Ausführungsbeispiel, welches in 7 und 8 gezeigt ist, ein Kurzschlussverhinderungsglied 200 an die Mittelwelle 54 derart fixiert, dass es oberhalb der Öffnung 74, welche in dem Bodenteil des Drehhalters 64 geformt ist, positioniert ist. Als eine Konsequenz wird der Fluss von der Flüssigkeit, welche auf die Öffnung 74 innerhalb der Mischkammer 14 gerich tet ist, durch das Kurzschlussverhinderungsglied 200, welches oberhalb der Öffnung 74 angeordnet ist, blockiert. Dies resultiert in der Verhinderung des sogenannten Kurzschlussphänomens, bei welchem die Flüssigkeit, welche in den Sedimentationstank 12 durch die Öffnung 74 fließt, direkt die konzentrierte Schlammschicht oder Ähnliches erreicht, und die koagulierten Flocken und konzentrierte Schlammschicht werden daran gehindert, verdünnt oder gerührt zu werden, durch die Ausfällung oder Ähnliches, welche in den Sedimentationstank 12 in dem Drehhalter 64 abgelagert ist, wobei die Klarheit von Obenstehenden bevorzugt gehalten werden kann.
Im Übrigen können Schlamm, sperrige Flocken und Ähnliches auf dem Kurzschlussverhinderungsglied 200, welches oberhalb der Öffnung 74 angeordnet ist, ablagern. Bei Betrachtung dessen ist es bevorzugt, dass eine Bürstschaufel 202 zum Wegbürsten der Ausfällung, welche auf dem Kurzschlussverhinderungsglied 200 abgelagert ist, vorgesehen wird. Nämlich ist das obere Ende eines Tragglieds 204, welches aus einem Winkelstahl oder Ähnlichen geformt ist, durch einen Bolzen oder Ähnliches an den Anlageblock 78, welcher an der inneren peripheren Fläche der Mischkammer 14 angebracht ist, fixiert. Über dem Anlageblock 78 berührt das Tragglied 204 das Tragglied 80, welches die Kratzschaufel 76 trägt; und erstreckt sich parallel zu der Mittelwelle 54, das heißt vertikal.
Die Bürstschaufel 202 ist bevorzugterweise aus einem Winkelmaterial hergestellt und hat einen im Wesentlichen L – förmigen Querschnitt. Die Bürstschaufel 202 ist an dem unteren Endteil des Tragglieds 204 fixiert, wobei der eine vertikal angeordnete planare Teil 202b auf der Vorderseite in der normalen Drehrichtung D des Drehhalters 64 platziert ist. Bevorzugterweise wird die Distanz des horizontalen planaren Teils 202a der Bürstschaufel 202 und der oberen Fläche des Kurzschlussverhinderungsglieds 200 auf ungefähr 1 bis 50 mm gesetzt.
Jetzt, wenn eine Linie, welche im Wesentlichen parallel zu der Bürstschaufel 202 ist, und sich radial von der Mitte der Mittelwelle 54 erstreckt, als ein spezifischer Radius R1 in Bezug auf den Drehhalter 64 gesetzt ist, ist die Bürstschaufel 202 als Ganzes derart angeordnet, dass sie auf der normalen Richtungsseite des Drehhalters 64 von dem Radius R1 positioniert ist. Da die Bürstschaufel 202 derart angeordnet ist, wird eine Zentrifugalkraft (gerichtet auf die innere periphere Fläche der Mischkammer 14) auf die Ausfällung in Kontakt mit dem vertikalen planaren Teil 202b der Bürstschaufel 202 wirken. Als eine Konsequenz wird, wenn die Bürstschaufel 202 sich in Bezug auf den Drehhalter 64 dreht, die Ausfällung gekratzt durch die Bürstplatte 202 in Richtung der inneren peripheren Fläche der Mischkammer 14.
Während des Betriebs der Vorrichtung zur Sedimentation dreht sich das Kurzschlussverhinderungsglied 200, welches an der Mittelwelle 54 fixiert ist, zusammen mit dem Drehhalter 64, wobei die Bürstschaufel 202, welche an der Mischkammer 14 angebracht ist, sich in Bezug auf das Kurzschlussverhinderungsglied 200 dreht. Als eine Konsequenz wird die Ausfällung, welche auf dem Kurzschlussverhinderungsglied 200 abgelagert ist, durch die Bürstschaufel 202 derart weggebürstet, so dass sie in die individuellen Abgaberöhren 66 fließt. Auch wird die Ausfällung, welche durch die Bürstschaufel 202 weggebürstet wird, um auf der Bodenoberfläche des Drehhalters 64 abgelagert zu werden, durch die Kratzschaufel 76 in die Öffnung 74 gekratzt und wird dann in den Sedimentationstank 12 durch die Öffnung 74 abgegeben. Es kann einfach verstanden werden, dass die Menge an Abgabe von der Öffnung 74 ziemlich klein ist aufgrund der Existenz des Kurzschlussverhinderungsglieds 200 und der Bürstschaufel 202.
Obwohl die Kratzschaufel 76 aus einem einzelnen Stück aus einem Winkelstahl in dem oben genannten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, sind seine Anzahl, Form und Anbringungspositionen nicht auf diese in dem oben genannten Ausführungsbeispiel eingeschränkt.
Obwohl nur zwei umlaufende Tröge 96, 98 in dem oben genannten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, können drei oder mehr umlaufende Tröge konzentrisch in einem großen Tank angeordnet sein. Es ist ebenso bevorzugt in dem Fall, dass die Größen und Anordnungen von den individuellen umlaufenden Trögen derart bestimmt werden, dass ihre Wehrteile eine identische Wehrüberflusslast ergeben.
Ferner können, obwohl beide der oben genannten umlaufenden Tröge eine zirkulare Form haben, diese wie ein Polygon, Hexagon oder Oktagon geformt sein, um ihre Herstellung zu erleichtern. In diesem Fall wird es ausreichend sein, wenn die oben genannte Gleichung mit ihren Durchschnittsgrößen berechnet wird.

Claims

Vorrichtung (10) für koagulierende Sedimentation zum Ausfällen und Trennen von suspendierten Feststoffen, koagulierten Flocken oder dergleichen, in einer zu behandelnden Flüssigkeit, um so die Flüssigkeit zu klären, wobei die Sedimentationsvorrichtung Folgendes aufweist: einen Sedimentationstank (12); eine stationäre Mischkammer (14), vertikal angeordnet innerhalb des Tanks und konzentrisch damit, um die die erwähnte Flüssigkeit und ein Additiv darinnen einzuführen und zu mischen; einen schalenförmigen Drehträger (64), angeordnet benachbart zu einem unteren Ende der Mischkammer, um so als der Boden der Mischkammer zu wirken, wobei der Drehträger um eine Mittelachse der Mischkammer drehbar ist, und einen Bodenteil, ausgebildet mit einer Öffnung (74), aufweist; mindestens ein Abgaberohr (66), sich nach außen von einer Außenumfangsoberfläche des Drehträgers (64) erstreckend, und in Verbindung stehend mit der Innenseite des Drehträgers und ferner mit einer Rohrwand, vorgesehen mit mindestens einer Abgabezumessöffnung (68), wobei das Abgaberohr zur Verteilung der erwähnten Flüssigkeit von der Mischkammer (14) in einen Sedimentationsraum zwischen dem erwähnten Tank (12) und der erwähnten Mischkammer (14) dient; und eine Schaufel (76), befestigt bezüglich der Mischkammer (14) und geeignet zur Abgabe einer Ausfällung oder Abscheidung, abgeschieden auf dem Bodenteil des Drehträgers (64) durch die erwähnte Öffnung (74) zur Außenseite des Drehträgers.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 1, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: eine Mischvorrichtung (34), angeordnet innerhalb der Mischkammer (14) und geeignet zur Drehung um eine Mittelachse der Mischkammer zum Mischen und Rühren der erwähnten Flüssigkeit und des Additivs; und eine Mittelwelle (54), angeordnet zur Durchdringung der Mischvorrichtung (34) und geeignet zur Drehung um eine Mittelachse der Mischkammer, wobei der Drehträger (64) an der Mittelwelle (54) befestigt ist.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 1 oder 2, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: ein Kurzschlussverhinderungsglied (82), angeordnet unter der erwähnten Öffnung (74) und geeignet zur Drehung, zusammen mit dem Drehträger (14) und zum Blockieren einer Strömung der erwähnten Flüssigkeit, die durch die erwähnte Öffnung herausfließt aus der Mischkammer und dem Drehträger.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 1 oder 2, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: ein Kurzschlussverhinderungsglied (200), angeordnet oberhalb der Öffnung (74) und geeignet zur Drehung zusammen mit dem Drehträger (64) zum Blockieren einer Strömung der erwähnten Flüssigkeit, gerichtet von der Mischkammer zu der erwähnten Öffnung; und eine Schaufel (202), befestigt bezüglich der Mischkammer (14) zum Beseitigen oder Abbürsten einer Abscheidung oder Ausfällung, abgeschieden auf dem erwähnten Kurzschlussverhinderungsglied (200).
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: eine mit der Mischkammer (14) verbundene Leitung (24) zum Einführen der erwähnten Flüssigkeit in die Mischkammer; und eine Aufnahmekammer (26), ausgebildet entlang einer Innenumfangsoberfläche der Mischkammer zur Aufnahme der Flüssigkeit aus der Leitung (24) und zum Bewirken, dass die Flüssigkeit von der Aufnahmekammer (26) in die Mischkammer (14) fließt.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 5, wobei die Aufnahmekammer (26) durch die Innenumfangsoberfläche der Mischkammer definiert wird, ferner ein Ringglied (28), befestigt an der Innenumfangsoberfläche der Mischkammer, und ein Rohrglied (30), befestigt an einer Innenkante des Ringgliedes.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 6, wobei die Ringkammer (28) niedriger als die Leitung (24) positioniert ist, und wobei das Rohrglied (30) eine obere Kante besitzt, und zwar positioniert höher als die erwähnte Leitung (24).
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Aufnahmekammer (26) einen Bodenteil besitzt, und zwar ausgebildet mit mindestens einem Abgabeanschluss (40) zur Abgabe einer Ausfällung oder Ausscheidung, abgeschieden innerhalb der Aufnahmekammer.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 8, wobei der Abgabeanschluss (40) eine Gesamtfläche besitzt, die 1/4 bis 1/2 der Größe der Fläche der Bodenoberfläche der Aufnahmekammer (26) besitzt.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ferner eine Vielzahl von ringförmigen Trögen vorgesehen ist, und zwar konzentrisch angeordnet in einem oberen Teil des Tanks.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 10, wobei die erwähnte Vielzahl von ringförmigen Trögen (96, 98) derart positioniert ist, dass Wehrteile sämtlicher der Vielzahl von ringförmigen Trögen in das Obenstehende in dem Sedimentationsraum innerhalb des erwähnten Tanks überläuft, eine im Wesentlichen identische Überströmungsflüssigkeitsbelastung besitzen.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 10 oder 11, wobei die erwähnte Vielzahl von ringsförmigen Trögen einen ringförmigen Trog (96) aufweist, mit einem größeren Durchmesser, und zwar angeordnet entlang einer Seitenwand des Tanks, und wobei ein ringförmiger Trog (98) mit einem kleineren Durchmesser in einem Zwischenteil angeordnet ist, zwischen der erwähnten Seitenwand des Tanks und der Mischkammer.
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl der ringförmigen Tröge (96, 98) derart positioniert angeordnet ist, dass der folgenden Gleichung genüge getan wird.
dabei ist D₁ der Innendurchmesser der Seitenwand des Tanks, D₂ der Innendurchmesser des inneren Wehrteils des ringförmigen Trogs mit einem größeren Durchmesser, D₃ der Außendurchmesser des Außenwehrteils des ringförmigen Trogs mit einem kleineren Durchmesser, und D₄ der Innendurchmesser des inneren Wehrteils des ringförmigen Trogs mit einem kleineren Durchmesser und R₁ der Außenseitendurchmesser der Mischkammer (14).
Vorrichtung für die koagulierende Sedimentation nach Anspruch 1 bis 13, wobei ferner ein Glied vorgesehen ist, und zwar befestigt an einer Mischvorrichtung (84), um eine Mittelwelle (54) zu lagern.