DE2200548C3 - Vorrichtung zum Räumen von abgesetzten Feststoffen oder von der schwersten Phase in Mehrphasen-Gemischen in Absetzbecken o.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Räumen von abgesetzten Feststoffen oder von der schwersten Phase in Mehrphasen-Gemischen in Absetzbecken od. dgl. mit annähernd flacher Sohle.

Räumvorrichtungen werden in Absetzanlagen oder Trennvorrichtungen benutzt, um die abgesetzten Feststoffe odei die schweren Phasen in der gewünschten Richtung entlang der Beckensohle zu bewegen. Hierbei ist es üblich, die Räumschilde so hoch auszubilden, daß sie mit Sicherheit die abgesetzten Feststoffe oder die schwerste Phase erfassen. Da jedoch während des Betriebes einer Trennvorrichtung entweder keine genaue Grenzschicht zwischen den Feststoffen und der Trübe oder zwischen den einzelnen Phasen vorhanden ist, werden die Räumschilde meist überdimensioniert. Man nimmt hierbei bewußt in Kauf, daß durch die Räumvorrichtung ein gewisses Volumen des nicht zu fördern gewünschten Stoffes mitgenommen wird und möglicherweise unter gewissen hydraulischen Umständen durch das herausragende Räumschild die Hauptströmung störend beeinflußt wird. Bei diesem Räumprinzip geht man von dem Gedanken aus, daß das zu räumende Medium körperlich von der Räumvorrichtung erfaßt werden muß.

Diese Räumvorrichtungen sind vor allem in der Klär- und Trenntechnik in den unterschiedlichsten Varianten np.ch dem genannten Prinzip ausgeführt worden. Besonders hat man auch schon berücksichtigt, daß in der Abscheidevorrichtung an verschiedenen Orten verschiedene Mengen der abgeschiedenen Stoffe anfallen und hat dieser Erkenntnis durch verschieden hohe Räumvorrichtungen entsprochen. So ist beispielsweise eine Räumvorrichtung für runde Absetzbecken von Kläranlagen bekannt, bei denen die Höhe der Räumschilde von außen nach innen zunimmt. Die oben erwähnten Nachteile sind jedoch auch in diesem Fall grundsätzlich vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Räumvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie möglichst keinen störenden Einfluß auf die darüberstehende oder strömende Flüssigkeit oder Phase ausübt.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Räumvorrichtung in ihrer Höhe klein gegenüber der Höhe der abgesetzten Feststoffe oder der schwersten Phase in Form eines Stabes, Messers od. dgl. ausgebildet ist und bei Bewegung über der Beckensohle in der Hauptsache nicht die abgesetzten Feststoffe oder die schwerste Phase vor sich herschiebt, sondern lediglich deren Wandreibung aufhebt

Es sollen folglich die bekannten Räumschilde ersetzt werden durch eine Räumvorrichtung von geringster Höhe, die in der Hauptsache nicht körperlich auf das zu fördernde Medium eingreift

Besonders geeignet ist diese Vorrichtung in den

ίο Fällen, in welchen durch die Gestaltung der Abseilvorrichtung oder durch die vorhandenen Hauptströmungen ein Druckgradient in Richtung des gewünschten Stofftransportes vorhanden ist, aber sein Einfluß durch die Wandreibung aufgehoben ist Solche Verhältnisse liegen beispielsweise in tangential angeströmten Absetzbecken mit kreisförmigem Grundriß und mit zentrisch angeordnetem Feststoff-Sammelraum vor. Bei flacher oder annähernd flacher Sohle hat die natürliche, in Sohlennähe spiralförmig nach innen gerichtete Strömung keine ausreichende Schleppkraft, um die abgesetzten Feststoffe mitzunehmen. Durch einen niedrigen Körper, welcher beispielsweise von einem umlaufenden Räumwerk über der Sohle bewegt wird und weicher im Idealfall als dünnes Messer vorzustellen ist, kann die Wandreibung aufgehoben werden, so daß durch die Schleppkraft der Strömung ein Feststofftransport erreicht wird. Da dieser Körper jedoch eine endliche Ausdehnung nach oben hat, wird er vorteilhaft und wie in der Räumtechnik an sirh bekannt, gegenüber seiner Bewegungsrichtung unter einem Winkel angestellt, so daß durch die Stirnfläche des Körpers auf die Feststoffe auch ein seitlicher Räumeffekt ausgeübt wird. Bei radial oder diametral durchströmten runden Absetzbecken sowie bei rechteckigen Becken ist die Hauptströmung auf dem ganzen oder halben Weg entgegengesetzt der Richtung des Feststolftransports. Die Räumwerke arbeiten also gegen die Hauptströmung. Zur Erleichterung des Feststofftransports wird die Sohle meist flach geneigt ausgebildet, so daß der Feststofftransport durch das Abgleiten längs der flachgeneigten Sohle erleichtert wird.

Der beschriebene Räumeffekt, welcher durch die Aufhebung der Wandreibung erreicht wird, wird durch eine spezifische Eigenschaft solcher Phasen unterstützt.

Es wird häufig beobachtet, daß durch Störkörper, welche relativ zur Flüssigkeit bewegt werden, dünne Schichten in der Flüssigkeit oder Phasen abgeschält und in der Bewegungsrichtung transportiert werden. Dabei erstrecken sich solche Schichten sehr weit vor den Körper, ohne durch Turbulenzen an der Phasengrenzfläche zerstört zu werden.

Die durch die Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung ist besonders hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die darüberstehende Phase vorteilhaft. Die Vorrichtung ragt nie störend in diese obere Phase hinein, auch nicht bei unterschiedlichster Belastung der Anlage. Dieser Vorteil ist besonders dann wichtig, wenn die herkömmliche Räumkonstruktion im Vergleich zur gesamten Flüssigkeitstiefe groß ist, wie dies z. B. bei den genannten tangential angeströmten Rundbecken mit flacher Sohle, sogenannte Flachsandfänge und dergleichen, der Fall ist. Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung wird auch bei niedrigstem Flüssigkeitsstand die Hauptströmung nicht gestört.

b5 Die Vorrichtung nach der Erfindung kann in einfachster Weise an einem Krählwerk oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche angehängt und nachgeschleppt werden, so daß die Tragkonstruktion des Räumwerkes

außerhalb der Strömung liegt Diese Maßnahme bewirkt einen besonders wünschenswerten Vorteil. Bei den bisher bekannten Räumvorrichtungen war man nämlich von der Übertragbarkeit der Verhältnisse z. B. von Eindicker-Konstruktion mit Krählwerken auf die bereits erwähnten Flachsandfänge ausgegangen, ohne den störenden Einfluß des Krählwerks auf die Wirkung des Flachsandfangs zu berücksichtigen. Dieser Flachsandfang arbeitet nur bei ungestörter Kreisströmung einwandfrei. Es sind beispielsweise Flachsandfänge bekannt, die allein wegen der strömungsstörenden Wirkung des Krählwerks doppelt so groß wie theoretisch erforderlich ausgelegt werden. Diese Auslegung gewährleistet, daß die Strömung hinter dem Krählwerk eine gewisse Beruhigung erfährt, so daß der Abscheidevorgang wieder erreicht wird. Allerdings wird die Strömung bereits beim nächsten Durchgang des Ki-ählwerks wieder gestört, d. h. die Störung ist in schädlicher Weise sogar periodisch und das gewünschte kontinuierliche Abscheiden nach eindeutigen Auslegungsdaten kann überhaupt nicht auftreten. Durch die Vorrichtung nach der Erfindung findet durch die Elemente, weiche die Räumung bewirken, keine Störung der natürlichen Strömung statt. Deshalb können beispielsweise die genannten Flachsandfänge hydraulisch und verfahrenstechnisch angenähert so ausgelegt werden, als wäre gar kein Räumwerk vorhanden.

In vielen Fällen wird es vorteilhaft sein, die Räumung durch die sinnvolle Ausnutzung der beiden genannten Effekte zu erreichen, nämlich die Aufhebung der Wandreibung durch einen sehr niedrigen Körper und die Bildung einer in sich druckstabilen Schicht von Feststoffen oder schwererer Phase.

Die theoretisch ausreichende Höhe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in der Praxis vielfach nicht eingehalten werden, weil die Vorrichtung nach der Festigkeitslehre für die Übertragung der Räumkräfte geeignet sein muß. In diesen Fällen wird also die Vorrichtung geringfügig höher sein als nach der Erfindungslehre benötigt Die in der Praxis benutzten Höhen liegen jedoch weit unterhalb der bei z. B. Räumschilden üblichen Abmessungen und ermöglichen immer noch den Effekt nach dem Erfindungsgedanken. Tatsächlich würde auch von einem geringfügig höheren Element als theoretisch möglich die gewünschte Auswirkung erreicht werden, solange nur die Höhe insgesamt klein bleibt gegenüber der Höhe der abgesetzten Feststoffe oder der schwersten Phase. Für die großtechnischen Anlagen ergeben sich ausreichende Festigkeiten der Vorrichtung bei einer Höhe im Bereich von 1 — 10 cm vorzugsweise jedoch von 3—8 cm. In diesem Bereich sind handelsüblich Voll- und Hohlprofile erhältlich und aus Festigkeitsgründen ausreichend.

Durch die vorgeschlagene Vorrichtung kann erreicht werden, daß auch höhere Schichten des Fördermediums gefördert werden, obwohl nur auf die in Sohlennähe liegende sehr dünne Schicht direkt eingewirkt wird. Das darüber liegende Fördermedium ruht relativ zu der bewegten untersten Schicht und wird durch sie selbst gefördert. Diese Wirkung kann durch mehrere, hintereinander angeordnete, gleichartige Vorrichtungen verstärkt wenden. So kann zum Beispiel in dem genannten tangential angeströmten Rundbecken mit flacher Sohle die Vorrichtung in an sich bekannter Weise jalousieartig angeordnet werden. Der Überdeckungsgrad kann ohne besonderen Aufwand den Wert 2 erreichen. Bei rechteckigen Absetzbecken mit an Zugmitteln umlaufenden Schilden können die Schilde ebenfalls durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausführungsform ersetzt werden. In diesem Fall ergibt sich ein besonders einheitlicher Transport einer dünnsten Schicht des Fördermediums entlang der Beckensohle, auf welcher und durch welchen das darüberliegende Fördermedium mitgenommen wird. Die nach der augenblicklichen Belastung vorhandene Grenzfläche oder die einer Grenzfläche entsprechende Mischzone bleibt in ihrer Art erhalten und völlig unbeeinflußt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Räumen von abgesetzten Feststoffen oder von der schwersten Phase in Mehrphasen-Gemischen in Absetzbecken od. dgl. mit annähernd flacher Sohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in ihrer Höhe klein gegenüber der Höhe der abgesetzten Feststoffe oder der schwersten Phase in Form eines Stabes, Messers od. dgl. ausgebildet ist und bei Bewegung über der Beckensohle in der Hauptsache nicht die abgesetzten Feststoffe oder die schwerste Phase vor sich herschiebt, sondern lediglich deren Wandreibung aufhebt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Höhe 1 bis 10 cm beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Höhe 3 bis 8 cm beträgt