CH618666A5

CH618666A5 - Process for purifying or treating waste water and plant for carrying out this process

Info

Publication number: CH618666A5
Application number: CH1116976A
Authority: CH
Inventors: Svatopluk Mackrle; Vladimir Dr Mackrle; Oldrich Dr Dracka
Original assignee: Agrotechnika Np
Priority date: 1975-09-03
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1980-08-15
Also published as: JPS5241449A; DE2639836B2; NL175284C; FR2322829B1; FR2322829A1; DE2639836A1; CS183160B1; NL7609738A; GB1566728A; DE2639836C3; JPS5723557B2; US4139457A; NL175284B; IT1065118B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung oder Aufbereitung von Abwasser, bei welchem Rohwasser in einen Reaktionsraum eingespeist, dort gleichzeitig zwangsläufig in eine geschlossene Strömung versetzt wird und zu entfernende Materialien in suspendierte Feststoffe übergeführt werden, wobei die wässrige Suspension in einen Abscheideraum mit einer Schwimmschicht aus Feststoff geleitet wird, in welchem ein Absetzen und Abscheiden der suspendierten Feststoffe aus dem anschliessend abgeführten gereinigten Wasser erfolgt, und ferner eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zum Erhöhen des Wirkungsgrades der Reinigung oder der Aufbereitung des Wassers ist es nötig, die vom gereinigten Wasser abgeschiedenen Feststoffe in den Reaktionsraum zurückzuführen, wie dies allgemein beim biologischen Reinigen und bei der Enthärtung üblich ist.

Als Suspension werden beim biologischen Reinigen in der Regel Teilchen aktivierten Schlamms bezeichnet, bei der Enthärtung sind dies in der Regel Teilchen von Kalziumkarbonat.

Drei Verfahren zum Rückführen der verdickten, vom gereinigten Wasser abgeschiedenen Suspension zurück in den Reaktionsraum sind derzeit bekannt. Beim ersten Verfahren ist der eigentliche Vorgang des Reinigens, sei es eine Ausfällung beim Enthärten oder ein biologischer Abbau beim Abwasser, vom Abscheidevorgang getrennt, und die durch Sedimentation verdickte Suspension wird in den Reaktionsraum durch zwangsweises Pumpen zurückgeleitet. Gemäss diesem Verfahren arbeiten vor allem klassische Wasserreinigungsanlagen.

Beim zweiten Verfahren wird die verdickte Suspension ebenfalls durch Sedimentation erzielt; die wässrige Suspension tritt in den oberen Teil des Abscheideraums ein, und die abgeschiedene, d. h. verdickte Suspension wird aus dem unteren Teil des Abscheideraums entnommen und in den Reaktionsraum übergeführt. Dabei wird der Eintritt der wässrigen Suspension aus dem Reaktionsraum in den Abscheideraum und die Rückführung der abgeschiedenen Suspension aus dem Abscheideraum in den Reaktionsraum durch die Wasserströmung im Reaktionsraum verursacht. Auf diese Art arbeiten z.B.

auch die Enthärtungsanlagen.

Beim dritten Verfahren wird das Abscheiden der Feststoffe aus der Suspension und das selbsttätige Rückführen der verdickten Suspension in den Reaktionsraum an einer unvollkommen schwebenden Schwimmschicht ausgeführt. Bei Anwendung einer unvollkommen schwebenden Schwimmschicht gelangt die wässrige Suspension über einen Eintritt in den unteren Teil des Abscheideraums und fliesst durch diesen Raum im wesentlichen nach oben, wobei sich der Abscheideraum nach oben erweitert. Die in der unvollkommen schwebenden Schwimmschicht abgeschiedenen Feststoffe fallen aus dem Abscheideraum zurück in den Reaktionsraum über denselben Eintritt, über welchen die wässrige Suspension in den Abscheideraum eintritt. Auf diese Art arbeitet die Mehrzahl moderner Anordnungen für biologisches Reinigen von Abwässern. Alle erwähnten Verfahren haben jedoch besondere Nachteile.

Ihr gemeinsamer Nachteil ist die geringe Abscheidungslei-stung, und infolgedessen sind grosse Flächen und Volumen der Abscheideräume und damit auch grosse Abmessungen derartiger Anlagen erforderlich. Dieser Nachteil kommt vor allem zur Geltung beim Reinigen grosser Mengen von wenig verunreinigten Abwässern, wie z. B. von Spülwässern aus gemeinsamer Kanalisation oder von Spülwässern in grossen Städten, die durch intensives Aktivieren ohne gleichzeitige Stabilisation des Schlammes gereinigt werden. In solchen Fällen ist dann die Leistung des Abscheiders für die Abmessungen der ganzen Anordnung ausschlaggebend. Beim ersten der erwähnten Verfahren besteht ferner noch ein Nachteil wegen der Notwendigkeit eines Umpumpens der verdickten Suspension, was eine besondere Anordnung, Energie und Bedienung erfordert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die erwähnten Nachteile durch Schaffung eines Verfahrens mit selbsttätiger Rückkehr der Suspension aus dem Abscheideraum in den Reaktionsraum zu beheben oder sie wenigstens wesentlich zu vermindern.

Das Wesen des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass verdickte Suspension aus der sich in dem oberen Teil des Abscheideraums bildenden Schwimmschicht infolge eines durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit bei dem Austritt aus dem Reaktionsraum in den Abscheideraum einerseits und bei dem Austritt aus dem Abscheideraum in den Reaktionsraum andererseits geschaffenen Druckgefälles in den Reaktionsraum abgeleitet wird.

Das Wesen einer Anlage zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens beruht darin, dass die Austrittsöffnung der verdickten Suspension aus dem Abscheideraum in den Reaktionsraum durch eine Mündung eines Rezirkulationskanals zum selbsttätigen Durchfluss der verdickten Suspension aus dem Abscheideraum in den Reaktionsraum gebildet ist, welche Mündung im Reaktionsraum an einer Stelle mit geringerem Druck als der Druck an der Austrittsöffnung aus dem Reaktionsraum in den Abscheideraum vorgesehen ist, wobei die Eintrittsöffnung des Rezirkulationskanals sich im wesentlichen auf dem Niveau der Oberfläche der Schwimmschicht befindet.

Das Wesen einer Ausführungsform, der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens für die Enthärtung von Wasser mit einem vertikalen zylindrischen Behälter, der ausser einem Reaktionsraum und einem Abscheideraum noch einen Verdickungsraum mit einem Entschlammungsraum für Abzug des überschüssigen Teils der verdickten Suspension aufweist, beruht darin, dass die Austrittsöffnung aus dem Reaktionsraum in den Abscheideraum durch die Verbindungsstelle zweier Trennwände gebildet ist, die die Form von zwei mit ihren engeren Enden gegeneinander gestellten Kegelstümpfen haben, von denen die untere Trennwand den Reaktionsraum, die obere Trennwand den Abscheideraum und beide Trennwände zusammen mit dem Mantel den Verdickungsraum begrenzen, dass an der Austrittsöffnung ein Rezirkulationskanal angeordnet ist, unter dessen Mündung ein Mischgerät angeordnet ist, wobei sich die Oberkante der oberen Trennwand im wesentlichen auf dem Niveau der Oberfläche der Schwimmschicht befindet, unter der unmittelbar die Eintrittsöffnung des Rezirkulationskanals vorgesehen ist, und dass die Oberkante der Trennwand einen Überfall bildet oder mit einem solchen versehen ist, an welchen eine in Richtung nach unten verlaufende Gleichrichtwand anknüpft, zwischen welcher und der oberen Trennwand ein Raum ausgebildet ist, der oben an die Entnahmeeinrichtung des gereinigten Wassers angeschlossen ist.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellt; es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung für biologische Reinigen von Wasser mit länglichen liegenden Behältern im Querschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Anordnung für biologische Reinigen von Wasser mit einem vertikalen zylindrischen Behälter in vertikalem Achsschnitt,

Fig. 4 eine Anordnung für Wasserenthärtung mit einem vertikalen Behälter in vertikalem Achsschnitt,

Fig. 5 eine Ansicht auf einen Teil der Verzahnung des zak-kigen Überfalls und

Fig. 6 eine Ansicht einer vorteilhaften Lösung einer Längseintrittsöffnung des Rezirkulationskanals bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2.

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In der folgenden Beschreibung der einzelnen Ausführungen sind gleiche Arbeitselemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäss Fig. 1 wird der Reaktionsraum R durch zwei nebeneinander horizontal angeordnete, im wesentlichen zylindrische Behälter mit Mänteln 1,1' gebildet, die an ihren Enden miteinander durch Uberführungskanäle 11,11' verbunden sind. Zwischen beiden Behältern befindet sich ein sich nach oben erweiternder Abscheideraum S prismatischer Form, der im folgenden noch näher beschrieben wird.

In den Behältern sind im unteren Teil Entschlammungssy-steme 12, 12' vorgesehen und ferner ausmittig im unteren Teil bekannte Belüftungselemente 13,13'. In den Mantel 1' des rechten Behälters mündet eine Zufuhr 14 des Abwassers. Die Entnahmeeinrichtung 15 für das gereinigte Wasser, die gleichzeitig das Niveau der freien Oberfläche 20 des Abscheideraums S bestimmt, ist an den Stirnwänden 21, 21' vorgesehen, welche die Länge des Abscheideraums S bestimmen.

Zwischen dem Abscheideraum S und dem Reaktionsraum R befindet sich ein Rezirkulationskanal K länglicher Form, der einerseits durch eine geneigte Wand 31, die tangential sowohl an den linken oberen Teil des Mantels 1' des rechten Behälters als auch an den rechten unteren Teil des Mantels 1 des linken Behälters angeschlossen ist, und anderseits durch eine mit der Wand 31 parallele Wand 32 gebildet ist, deren obere Kante vorteilhaft mit einem zackigen Überfall 321 versehen ist und mit dem gegenüberliegenden Teil der geneigten Wand 31 eine längliche Eintrittsöffnung 30 des Rezirkulationskanals K bildet. Die untere Kante 322 der parallelen Wand 32 ragt in den Reaktionsraum R im linken Behälter und bildet zusammen mit der geneigten Wand 31 eine Mündung 300 des Rezirkulationskanals K. Die Mündung 300 ist in Strömungsrichtung im Reaktionsraum R des linken Behälters gerichtet. Die rechte Seitenwand des Abscheideraums S wird somit durch die Wand 32 bestimmt — ausser ihrem unteren Teil — und teilweise auch durch den oberen Teil der geneigten Wand 31. Demgegenüber wird die linke Seitenwand des Abscheideraums S durch eine geneigte Gegenwand 33 gebildet, die oben bis zum Niveau der freien Oberfläche 20 im Abscheideraum S reicht; eine untere Kante 330 bildet mit dem gegenüberliegenden Teil der Wand 32 eine Austrittsöffnung 10 aus dem Reaktionsraum R in den unterstem Teil des Abscheideraums S.

Zwischen der geneigten Gegenwand 33 und dem dieser Wand zugekehrten Teil des Mantels 1 des linken Behälters wird durch die beschriebene Anordnung in länglicher Gleich-richtkanal U gebildet, der mit dem Reaktionsraum R im linken Behälter einerseits über im Mantel 1 ausgeführte obere Öffnungen 16, andererseits über mehr unten befindliche Öffnungen 17 verbunden ist, die sich im Mantel 1 in der Nähe der Wand 32 befinden. Anstatt eines Systems von Öffnungen kann eine längliche Öffnung Anwendung finde.

Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, ist es vorteilhaft, dass die Zähne des Überfalls 321 eine rechteckige Form haben bzw. dass die geneigte Wand 31 und die dazu parallele Wand 32, die den Rezirkulationskanal K bilden, eine Wellenform mit gegenüberliegenden Scheiteln und Rinnen haben, die in Richtung von der Eintrittsöffnung 30 zur Mündung 300 verlaufen, wobei sich die Zähne des zackigen Überfalls 321 im Rinnenteil und die Lücken im Scheitelteil befinden.

Auch können Anordnungen mit drei oder mehr liegenden, zylindrischen Behältern verwendet werden.

Die beschriebene Anordnung arbeitet folgendermassen:

Das Abwasser wird über die Zufuhr 14 in den Reaktionsraum R im rechten Behälter zugeführt. Durch Wirkung der Belüftungselemente 13, 13' im Reaktionsraum R wird das Wasser in diesem Raum mit dem für den biologischen Abbau nötigen Sauerstoff gesättigt und gleichzeitig in Zirkulation versetzt, wie dies in Fig. 1 und 2 durch Pfeile angedeutet ist. Mittels der Überführungskanäle 11,11' wird das Wasser aus einem Teil des Reaktionsraums R in den zweiten Teil überführt, wodurch ein gleichmässiges Verteilen des Wassers und der suspendierten Feststoffe im ganzen Bereich des Reaktionsraums 5 R, wo das Reinigen des Wassers vor sich geht, gesichert wird. Die verdünnte Suspension fliesst durch die oberen Öffnungen 16 den Gleichrichtkanal U, wo die Geschwindigkeit des Wassers im Reaktionsraum R abgebremst wird. Aus dem Gleichrichtkanal U tritt das Wasser mit den Feststoffen über die io Austrittsöffnung 10 in den unteren Teil des Abscheideraums S ein. Im Abscheideraum S geht in einer vollkommen schwebenden Schwimmschicht das Abscheiden der Feststoffe vor sich. Das gereinigte Wasser wird über die Entnahmeeinrichtung 15 abgezogen. Die abgeschiedenen Feststoffe bilden im 15 Abscheideraum S eine Schwimmschicht, deren Oberfläche bis zur oberen Kante der parallelen Wand 32 reicht, d. h. bis zum zackigen Überfall 321. Wegen des Unterschieds der Strömungsgeschwindigkeit bei der Austrittsöffnung 10 des Reaktionsraums R in den Abscheideraum S im Gleichrichtkanal U 20 und bei der Mündung des Rezirkulationskanals K im Reaktionsraum R entsteht zwischen der Austrittsöffnung 10 und der Mündung 300 ein Druckunterschied, wegen welchem verdünnte Suspension aus dem Reaktionsraum R über den Gleichrichtkanal U in den unteren Teil des Abscheideraums S und 25 verdickte Suspension aus dem oberen Teil des Abscheideraums S über den Überfall 321 und den Rezirkulationskanal K zurück in den Reaktionsraum R fliesst. Da sich der Abscheideraum S in Richtung nach oben erweitert, steigt in Richtung nach oben die Konzentration der Feststoffe in der Schwimm-30 schicht. Deshalb ist die aus dem oberen Teil des Abscheideraums S in den Rezirkulationskanal K abgezogene Suspension am meisten konzentriert. Da die verdünnte Suspension in die Schwimmschicht von unten eintritt und diese oben abgezogen wird, bildet sich im Abscheideraum S eine vollkommen schwe-3s bende Schwimmschicht. Die verdickte Suspension strömt aus der Schwimmschicht im Abscheideraum S in den Rezirkulationskanal K über die Verzahnung des zackigen Überfalls 321 und verdickt sich noch während ihres Weges durch den Rezirkulationskanal K entlang der geneigten Wand 31. Das beim 40 Verdicken der Suspension freiwerdende Wasser steigt entlang der parallelen Wand 32 und entlang den Zähnen des zackigen Überfalls 321 in den oberen Teil des Abscheideraums S und wird über die Entnahmeeinrichtung 15 des gereinigten Wassers abgeführt. Der zackige Überfall 321 nach der beschriebe-45 nen Anordnung dient somit zum Abscheiden der verdickten Suspension in den Rezirkulationskanal K vom Strom des beim Verdicken der Suspension in diesem Kanal freigewordenen Wassers. Für ein besseres Abscheiden dieser Ströme können die Wände des Rezirkulationskanals K profiliert sein, wie so schon erwähnt wurde. Bei stationärem Betrieb erzeugt die Säule der verdickten Suspension im Rezirkulationskanal K einen Druck, der grösser ist als der Druck der Säule der Suspension in der Schwimmschicht, und trägt somit zum Bilden des für die Rezirkulation der verdickten Suspension nötigen Stro-55 mes bei.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung für biologisches Reinigen von Wasser mit einem vertikalen zylindrischen Behälter, in dem der Reaktionsraum R vom Abscheideraum S durch eine sich kegelförmig erweiternde, unten offene Trennwand 35 abge-60 trennt wird. Der Rezirkulationskanal K wird hier durch eine Wand 36 in Form eines Doppelkegelstumpfes gebildet, die mit dem Mantel 1 des zylindrischen Behälters gleichachsig ist. Die Wand 36 bildet an der Stelle ihres grössten Durchmessers zusammen mit der Unterkante der Trennwand 35 eine Austritts-65 Öffnung 10 des Reaktionsraums R in den Abscheideraum S. Im Rezirkulationskanal K ist in dessen oberem Teil an der Wand 36 gleichachsig ein zylindrischer Einsatz 360 vorgesehen, der bis in den Rezirkulationskanal K reicht und zwischen

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diesem und dem oberen Teil der Wand 36 einen Raum bildet, der oben an eine Wasserentnahmeeinrichtung 150 angeschlossen ist, die über eine Rohrleitung 151 mit der Entnahmeeinrichtung 15 des gereinigten Wassers in Verbindung steht.

Ausserhalb des unteren Teils der Trennwand 35 und des unteren Teils der Wand 36 befindet sich eine weitere Wand 37, die mit der Mantelachse gleichachsig ist und die - im Axialschnitt gesehen — im wesentlichen parallel mit der Trennwand 35 und mit dem unteren Teil der Wand 36 des Rezirkulationskanals K verläuft.

Im unteren Teil des Behälters ist ein geeignetes Belüftungselement 13 vorgesehen, oberhalb welchem sich eine Turbine 4 befindet. Oberhalb der Turbine 4 ist die Zufuhr 14 des Abwassers angeordnet. Im untersten Teil des Behälters befindet sich das Entschlammungssystem 12.

Oben ist der Abscheideraum S durch diè freie Oberfläche des Wassers begrenzt, die durch den Entnahmeüberfall 18 bestimmt ist, der gleichfalls an die Entnahmeeinrichtung 15 des gereinigten Wassers angeschlossen ist.

Die beschriebene Anordnung arbeitet folgendermassen:

Durch Wirkung der Turbine 4 wird im Reaktionsraum R eine durch Pfeile angedeutete Strömung erzeugt, welche in diesem Raum ein vollkommenes Mischen verursacht und die über das Belüftungselement 13 zugeführte Luft mit der Flüssigkeit vermischt. Das Wasser tritt über die Zufuhr 14 in den Reaktionsraum R ein, wo es auf gleiche Weise gereinigt wird wie bei der früher beschriebenen Anordnung. Die verdünnte Suspensioij aus dem Reaktionsraum R tritt über die Austrittsöffnung 10 in den unteren Teil des Abscheideraums S ein, wo in der Schwimmschicht ein Abscheiden der Feststoffe erfolgt. Das gereinigte Wasser fliesst über den Überfall 18 und die Entnahmeeinrichtung 15 ab. Die verdickte Suspension strömt aus dem oberen Teil des Abscheideraums S in den Rezirkulationskanal K, wo Sie durch den Gleichrichteinsatz 360 gleichgerichtet wird. Im unteren Teil des Rezirkulationskanals K wird die hier durchfliessende Suspension weiter verdickt, und das hier abgeschiedene Wasser wird über die Wasserentnahmestellen 150 sowie durch die Rohrleitung 151 der Entnahmeeinrichtung 15 des gereinigten Wassers zugeführt. Die verdickte Suspension strömt aus dem Rezirkulationskanal K über die Mündung 300 in den Reaktionsraum R. Der Strom im Reaktionsraum R um die trichterförmige Trennwand 35 und den unteren Teil der Wand 36 des Rezirkulationskanals K hat Komponenten, die nach unten und gegen die Achse des durch den Mantel 1 gebildeten Behälters gerichtet sind. Dank dieser geometrischen Gestaltung ist die Strömung an der Mündung . 300 des Rezirkulationskanals K schneller als die Strömung an der Austrittsöffnung 10 aus dem Reaktionsraum R in den Abscheideraum S. Deshalb entsteht zwischen der Austrittsöffnung 10 in den Abscheideraum S und der Mündung 300 des Rezirkulationskanals K ein Druckunterschied, der das beschriebene Rückführen der verdickten Suspension verursacht. Die weitere Wand 37 verhütet ein Eintreten von Luftblasen in den Abscheideraum S.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung für Wasserenthärtung mit einem vertikalen zylindrischen Behälter mit einem Mantel 1. Die Austrittsöffnung 10 aus dem Reaktionsraum R in den Abscheideraum S befindet sich an der Stossstelle von zwei Trennwänden 35, 35' in Form von zwei mit ihren Scheiteln ge-geneinanderliegenden Kegelstumpfen, von denen die untere Trennwand 35' den Reaktionsraum R und die obere Trennwand 35 den Abscheideraum S bestimmt. Beide Trennwände 35, 35' bestimmen mit dem Mantel 1 einen Verdickungsraum C, in dessen unterem Teil sich ein Entschlammungssystem 12 befindet.

Der Rezirkulationskanal K, dessen Mantel 36 vorteilhaft eine Rohrform besitzt, ist mit der Austrittsöffnung gleichachsig angeordnet, und unterhalb dessen Mündung 300 ist ein Mischgerät 41 vorgesehen. Die Zufuhr 14 des Rohwassers mündet in den Reaktionsraum R.

Die Oberkante der oberen Trennwand 35 befindet sich im Niveau der Oberfläche der Schwimmschicht, und dicht unter dieser ist die Eintrittsöffnung 30 in den Rezirkulationskanal K vorgesehen, die vorteilhaft erweitert ist, wie Fig. 4 zeigt. Die erwähnte Oberkante der oberen Trennwand 35 ist mit einem zackigen Uberfall 321 versehen oder als solcher ausgebildet, und an diese Oberkante schliesst eine nach unten gerichtete Gleichrichtwand 38 an, zwischen welcher und der oberen Trennwand 35 ein Raum ist, der oben gleichfalls an die Entnahmeeinrichtung 15 des gereinigten Wassers angeschlossen ist.

Die freie Wasseroberfläche im Abscheideraum S ist durch den Überfall 18 bestimmt, an welchen die schon erwähnte Entnahmeeinrichtung 15 des gereinigten Wassers angereiht ist.

Im unteren Teil des Abscheideraums S ist oberhalb der Austrittsöffnung 10 aus dem Reaktionsraum R ein Durchlassorgan 350 mit Kanälen vorgesehen, um eine unerwünschte Rotationsströmung zu verhüten, welche aus dem Reaktionsraum R in den Abscheideraum S über die Austrittsöffnung 10 übertragen werden könnte.

Die erwähnte Anordnung ist vor allem für ein Enthärten des Wassers bestimmt und arbeitet folgendermassen:

Das Rohwasser mit beigefügten Chemikalien, z. B. Kalziumhydroxyd, Soda od. dgl., tritt in den Reaktionsraum R über die Zufuhr 14 ein. Im Reaktionsraum R gehen Enthärtungsvorgänge vor sich, die einen Kontaktcharakter haben. Durch Wirkung des Propellermischgerätes 41 entsteht im Reaktionsraum R eine Strömung, durch welche ein inniges Mischen zustandekommt. Die verdünnte Suspension tritt aus dem Reaktionsraum R über die Austrittsöffnung 10 in den unteren Teil des Abscheideraums S ein, wo es durch das Durchlassorgan 350 fliesst, worauf in der vollkommen schwebenden Schicht das Abscheiden vor sich geht. Das gereinigte Wasser fliesst dann über den Überfall 18 und wird über die Entnahmeeinrichtung 15 des gereinigten Wassers abgezogen. Wegen der Strömung im Reaktionsraum R entsteht zwischen der Austrittsöffnung 10 aus dem Reaktionsraum R in den Abscheideraum S und der Mündung 300 des Rezirkulationskanals K ein Druckunterschied, welcher das Rückführen der in der Schwimmschicht verdickten Suspension über den Rezirkulationskanal K zurück in den Reaktionsraum R verursacht. Die überschüssige verdickte Suspension in der Schwimmschicht fliesst über den zackigen Überfall 321 ab in den Verdickungsraum C und wird durch die Gleichrichtwand 38 in dessen unteren Teil geleitet. Das im Verdickungsraum C abgesetzte Wasser wird abgeführt und an die Entnahmeeinrichtung 15 des gereinigten Wassers angeschlossen. Der verdickte Schlamm wird aus dem Verdik-kungsraum C über das Entschlammungssystem 12 abgezogen.

Wie aus der Beschreibung der vorstehenden Ausführungsbeispiele hervorgeht, handelt es sich im wesentlichen darum, die Austrittsöffnung 10 aus dem Reaktionsraum R in den Abscheideraum S und ferner die Austrittsöffnung der verdickten Suspension aus dem Abscheideraum S in den Reaktionsraum R, d. h. die Mündung 300 des Rezirkulationskanals K, mit Rücksicht auf die geometrische Gestaltung des Reaktionsraums R und auf die Strömung in diesem Raum derart zu gestalten, dass an der Austrittsöffnung 10 gegenüber der Mündung 300 ein höherer Druck erzielt wird.

Diese Bedingungen kann ein Sachkundiger gemäss den bestehenden räumlichen und dynamischen Bedingungen der jeweiligen Anordnung leicht durch Berechnung oder empirisch erreichen.

Der nötige Druckunterschied zwischen der Austrittsöffnung 10 aus dem Reaktionsraum R in den Abscheideraum S und zwischen der Mündung 300 des verdickten Schlammes in den Reaktionsraum R ist für ein dauerndes Erreichen des er5

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wähnten Effektes durch die Summe von drei Komponenten gegeben, nämlich durch den während des Betriebs durch die Strömung des Wassers an der Austrittsöffnung 10 erzeugten Druckverlust, durch die Druckänderung, die durch Verlangsamen der Strömung im Abscheideraum S zwischen der erwähnten Austrittsöffnung 10 und der Eintrittsöffnung 30 in den Rezirkulationskanal K entsteht, und durch den Druck, den die Säule der Suspension in der Schwimmschicht im Abscheideraum S zwischen der Eintrittsöffnung 30 und der Austrittsöffnung 10 ausübt.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die darauf beruhenden Anordnungen haben eine Reihe von Vorteilen. Der Hauptvorteil ist eine wesentliche Erhöhung der Abscheidungs-leistung wegen Ubergang auf ein Abscheiden mittels einer vollkommen schwebenden Schwimmschicht, wodurch im Vergleich mit einer unvollkommen schwebenden Schwimmschicht ein doppelter bis dreifacher Durchfluss des gereinigten Wassers für eine Flächeneinheit des Abscheideraums erreicht wird; gegenüber einer Sedimentation ist diese Erhöhung noch grösser. Es ist deshalb möglich, für dieselbe Leistung eine wesent-5 lieh kleinere Anordnung zu konstruieren. Dieser Vorteil zeigt sich vor allem beim Reinigen von verdünnten Abwässern, wo der entscheidende Faktor, der die Grösse der Reinigungsanlage bestimmt, der Abscheidevorgang ist. Beim Reinigen von Wasser, wo für die Abmessungen der Reinigungsanlage die io Konzentration der Suspension im Reaktionsraum ausschlaggebend ist, wie z. B. bei konzentrierten Abwässern oder beim Enthärten, ist ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens, dass für dieselbe Abscheidefläche eine wesentlich höhere Konzentration der Suspension im Reaktionsraum er-15 zielbar ist als bei Anwendung anderer Abscheidevorgänge.

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2 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Reinigung oder Aufbereitung von Abwasser, welches in einen Reaktionsraum eingespeist, dort gleichzeitig zwangsläufig in eine geschlossene Strömung versetzt wird und zu entfernende Materialien in suspendierte Feststoffe übergeführt werden, wobei die wässrige Suspension in einen Abscheideraum mit einer Schwimmschicht aus Feststoff geleitet wird, in welchem ein Absetzen und Abscheiden der suspendierten Feststoffe aus dem anschliessend abgeführten gereinigten Wasser erfolgt, dadurch gekennzeichnet dass verdickte Suspension aus der sich in dem oberen Teil des Abscheideraums bildenden Schwimmschicht infolge eines durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit bei dem Austritt aus dem Reaktionsraum in den Abscheideraum einerseits und bei dem Austritt aus dem Abscheideraum in den Reaktionsraum anderseits geschaffenen Druckgefälles in den Reaktionsraum abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der verdickten Suspension aus dem Abscheideraum in einen Verdickungsraum geführt wird.
3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Austrittsöffnung aus dem Reaktionsraum in den Abscheideraum im unteren Teil des Abscheideraums, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung für verdickte Suspension aus dem Abscheideraum (S) in den Reaktionsraum (R) durch eine Mündung (300) eines Rezirkula-tionskanals (K) zum selbsttätigen Durchfluss der verdickten Suspension aus dem Abscheideraum (S) in den Reaktionsraum (R) gebildet ist, welche Mündung (300) im Reaktionsraum (R) an einer Stelle mit geringerem Druck als der Druck an der Austrittsöffnung (10) aus dem Reaktionsraum (R) in den Abscheideraum (S) vorgesehen ist, wobei die Eintrittsöffnung (30) des Rezirkulationskanals (K) sich im wesentlichen auf dem Niveau der Oberfläche der Schwimmschicht befindet.
4. Anlage nach Anspruch 3, deren Reaktionsraum durch ein System von wenigstens zwei nebeneinander benachbart horizontal angeordneten, länglichen, im wesentlichen zylindrischen, gegenseitig verbundenen Behältern gebildet ist, zwischen welchen sich ein in Richtung nach oben sich erweiternder Abscheideraum befindet und in welchen ausmittig Belüftungselemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezirkulationskanal (K) durch eine im wesentlichen tangential an Mäntel (1,1') des ersten und zweiten Behälters angeschlossene geneigte Wand (31) und ferner durch eine dazu parallele Wand (32) gebildet ist, die gleichzeitig eine den Abscheideraum (S) begrenzende Wand bildet, deren obere, z. B. mit einem zackigen Überfall (321) versehene Kante mit dem gegenüberliegenden Teil der geneigten Wand (31) eine längliche Eintrittsöffnung (30) des Rezirkulationskanals (K) bildet, während deren untere Kante (322) in den Reaktionsraum (R) des zweiten Behälters hineinreicht und zusammen mit der geneigten Wand die Mündung (300) des Rezirkulationskanals (K) bildet, dass der Abscheideraum (S) ferner durch Stirnwände (21, 21') mit einer Entnahmeeinrichtung (15) des gereinigten Wassers und durch eine geneigte Gegenwand (33) begrenzt ist, deren untere Kante (330) mit dem gegenüberliegenden Teil der parallelen Wand (32) die Austrittsöffnung (10) aus dem Reaktionsraum (R) des zweiten Behälters in den Abscheideraum (S) bildet, und dass zwischen der geneigten Gegenwand (33) und dem dieser Gegenwand (33) gegenüberliegenden Teil des Mantels (1') des zweiten Behälters ein länglicher Gleichrichtkanal (U) gebildet ist, der mit dem Reaktionsraum (R) durch im Mantel (1) des zweiten Behälters gebildete obere Öffnungen (16) und darunter in der Nähe der parallelen Wand (32) befindliche untere Öffnungen (17) verbunden ist (Fig. 1).
5. Anlage nach Anspruch 3, mit einem vertikalen, zylindrischen Behälter, deren Reaktionsraum vom Abscheideraum durch eine sich nach oben kegelförmig erweiternde, nach unten offene Wand getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezirkulationskanal (K) durch eine Wand (36) in Form eines Doppelkegelstumpfes gebildet wird, die konzentrisch gegenüber der Achse des Mantels (1) des zylindrischen Behälters angeordnet ist und an der Stelle ihres grössten Durchmessers zusammen mit dem unteren Rand der Trennwand (35) die Austrittsöffnung (10) aus dem Reaktionsraum (R) in den Abscheideraum (S) bildet, und dass im Rezirkulationskanal (K) in dessen Oberteil eine gleichachsige Gleichrichtwand, vorzugsweise eine zylindrische Einlage (360), vorgesehen ist, zwischen deren äusserem Teil und dem inneren oberen Teil des Rezirkulationskanals (K) ein Raum besteht, d,er in seinem oberen Teil mit einer Wasserentnahmeeinrichtung (151) verbunden ist (Fig. 3).
6. Anlage nach Anspruch 3, mit einem vertikalen, insbesondere zylindrischen Behälter, welche ausser einem Reaktionsraum und einem Abscheideraum einen Verdickungsraum mit einem Entschlammungssystem aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (10) aus dem Reaktionsraum (R) in den Abscheideraum (S) durch die Verbindungsstelle zweier Trennwände (35, 35') gebildet ist, die die Form von zwei mit ihren engeren Enden gegeneinander gestellten Kegelstümpfen haben, von denen die untere Trennwand (35') den Reaktionsraum (R), die obere Trennwand (35), den Abscheideraum (S) und beide Trennwände (35, 35') zusammen mit dem Mantel (1) des Behälters den Verdickungsraum (C) begrenzen, dass an der Austrittsöffnung (10) ein Rezirkulationskanal (K) angeordnet ist, unter dessen Mündung (300) ein Mischgerät (41) angeordnet ist, wobei sich die Oberkante der oberen Trennwand (35) im wesentlichen auf dem Niveau der Oberfläche der Schwimmschicht befindet, unter der unmittelbar die Eintrittsöffnung (30) des Rezirkulationskanals (K) vorgesehen ist, und dass die Oberkante der Trennwand (35) einen Uberfall (321) bildet oder mit einem solchen versehen ist, an welchen eine in Richtung nach unten verlaufende Gleichrichtwand (38) anknüpft, zwischen welcher und der oberen Trennwand (35) ein Raum ausgebildet ist, der oben an die Entnahmeeinrichtung (15) des gereinigten Wassers angeschlossen ist (Fig. 4).
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezirkulationskanal (K) Rohrform hat und in seinem Oberteil erweitert ist.
8. Anlage nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne des zackigen Überfalls (321) eine rechtek-kige Form haben.
9. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigte Wand (31) und die parallele Wand (32), welche den Rezirkulationskanal (K) bilden, Wellenform mit gegenüberliegenden Scheiteln und Rinnen haben, die in Richtung von der Eintrittsöffnung (30) zur Mündung (300) verlaufen, wobei die Zähne des zackigen Überfalls (321) an der parallelen Wand im Rinnenteil, die Lücken dagegen im Scheitelteil vorgesehen sind.
10. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den unteren Teil des Abscheideraums (S) oberhalb der Austrittsöffnung (10) aus dem Reaktionsraum (R) ein Durchlassorgan (350) mit Kanälen zum Unterdrücken der Rotationsbewegung des Wassers eingelegt ist.
11. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb des unteren Teils der Trennwand (35) und des unteren Teils der Wand (36) eine weitere, zur Mantelachse koaxiale Wand (37) angeordnet ist, die im Axialschnitt im wesentlichen parallel zur Trennwand (35) und zum unteren Teil der Wand (36) des Rezirkulationskanals (K) ist.

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