DE1053471B - Verfahren und Vorrichtung zur Klaerung von Schwebestoffe enthaltenden Fluessigkeiten durch Absetzen - Google Patents

Description

Bekanntlich bilden sich nach der Ausflockung, die mittels der heute üblichen Flockenbildner erzielt wird, im Fall zahlreiche Suspensionskolloide und kolloide Flocken, die sich während der Ausfällung zusammenballen, wobei beträchtliche Mengen von Pseudo-Feststoffen mit starken inneren Reibungskoeffizienten entstehen, die die Neigung haben, Wasser in ihrer Masse festzuhalten.

Im allgemeinen können in einem Klärtrog drei Zonen unterschieden werden:

Die eigentliche Ausfällzone, in der durch die Schwere der Teilchen eine kinetische Wirkung auf ihren Fall ausgeübt wird;

die Kompressionszone, in der die Schwere der Teilchen dynamische Wechselwirkungen zwischen den Teilchen und der Flüssigkeit hervorruft, und

die Absetzzone, in der die Teilchen eine hauptsächlich statische Wirkung aufeinander ausüben.

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Es hat sich nun ergeben, daß in der Kompressionszone, die auf die eigentliche Ausfällzone folgt, und/ oder in der Absetzzone, die auf die Kompressionszone folgt, eine Ausrichtung der Flocken erwünscht ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß durch die Flüssigkeit schräg gestellte Flächen waagerecht mit geringer Geschwindigkeit derart bewegt werden, daß ein Druck nach unten ausgeübt wird. Durch diesen Druck werden die Flocken nach unten geleitet, und es erfolgt somit eine Intensivierung des Absetzvorganges. Wichtig ist dabei, daß durch die Bewegung der Flächen keine Wirbelbildung erfolgt, weshalb diese Bewegung nur mit geringer Geschwindigkeit erfolgt.

In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, aus deren nachfolgender Beschreibung sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben.

Abb. 1 ist ein Schnitt durch einen mit der erfindungsgemäßen Klärvorrichtung ausgestatteten Trog;

Abb. 2 ist eine Draufsicht auf die gleiche Vorrichtung;

Abb. 3 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Abb. 4 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Abb. 3;

Abb. 5 ist ein Querschnitt durch einen Trog mit einer dritten Ausführungsform und

Abb. 6 ein Längsschnitt durch den gleichen Trog; Abb. 7 ist eine Teilansicht der Abb. 5 und 6, und Abb. 8 ist ein gebogener Flügel.

In Abb. 1 und 2 ist ein zylindrischer Trog 1 geringen Durchmessers, z. B. in der Größenanordnung Verfahren und Vorrichtung zur Klärung

von Schwebestoffe enthaltenden

Flüssigkeiten durch Absetzen

Anmelder:

Societe Frangaise des Produits Gelsol, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Neureiter, Patentanwalt, Nürnberg, Pirkheimer Str. 94

Beanspruchte Priorität: Frankreich, vom 25. November 1953

Claude Bounin, Paris, ist als Erfinder genannt worden

weniger Meter, dargestellt. In gestrichelten Linien sind neben dem Trog die Höhen angedeutet, die die Klär- oder Ausfällzone D im oberen Teil, die Absetzzone T im unteren Teil und die Kompressionszone C zwischen diesen beiden Zonen trennen. Es handelt sich wohlgemerkt um ungefähre Zonen, und es kann nicht direkt von Niveau-Oberflächen gesprochen werden, die durch eine völlig scharfe Trennlinie die verschiedenen Zonen trennen, da der Übergang von einer zur anderen praktisch in kontinuierlicher Weise erfolgt.

Um eine Drehachse 8, die mit der geometrischen Achse des Troges 1 zusammenfällt, sind in der Ausfällzone D sechs mit 2 bis 7 bezeichnete gitterartige Ausfällvorrichtungen angeordnet. In der Kompressions- und Absetzzone C und T sind gemäß der Erfindung an der Achse 8 schräg gestellte Flügel 9 vorgesehen.

Durch die Drehachse 8 wird der Vorrichtung eine sehr langsame Drehbewegung vermittelt, wobei die mittlere Geschwindigkeit in der Größenordnung von wenigen Zentimetern je Sekunde liegt, so daß keinerlei Wirbelbildung in der Flüssigkeit entsteht.

In Abb. 3 und 4 ist der gleiche zylindrische Trog mit verhältnismäßig stark geneigten Flächen gezeigt. Im unteren Teil ist nur eine einzige Fläche dargestellt, die aus einer Blechplatte 11 besteht, in der rechteckige

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Öffnungen 12 ausgeschnitten sind, womit der gleiche Zweck erreicht wird wie mit einer Vielzahl von schrägen Einzelflächen. Im oberen Teil ist ebenfalls nur ein einziges Gitter 10 vorgesehen. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, bilden die beiden Flächen 10 und 11 einen spitzen Winkel mit der durch einen Pfeil angedeuteten Bewegungsrichtung, so daß die Komponente, die durch den leichten Stoß, den die Teilchen beim Auftreffen der sich bewegenden Flächen erhalten, entsteht, den Teilchen einen nach unten gerichteten Impuls verleiht.

Selbstverständlich könnte auch vorteilhaft die Anzahl der Oberflächen 10 und 11 vervielfacht werden, indem sie versetzt und um die Achse 8 entweder in gleicher Höhe oder in verschiedenen Höhen verteilt werden.

Im Ausführungsbeispiel der Abb. 5 bis 7 hat der Trog 29 eine flache rechteckige Form und endet in einem spitzen Unterteil. In diesem Trog sind vier einstellbare, mit 20 bis 23 bezeichnete Flächen eingebaut. Die Flächen 20 und 21 sind mit Drahtgewebe versehene Rahmen, während die Flächen 22 und 23 flache Flächen sind, die voll oder lamellenförmig ausgeschnitten sein können, wie in dem vorhergehenden Beispiel dargestellt.

Diese vier Flächen sitzen zwischen den senkrechten Armen 24 und 25 und können um je eine horizontale Achse gedreht werden. Die Arme 24 und 25 sind mit einem waagerechten Gestell 26 verbunden, das von den Rädern 36 getragen wird. Die Räder 36 verschieben sich auf den Schienen 27 und 28, die hüben und drüben an dem Trog 29 angeordnet sind. Das Gestell 26 trägt einen Kasten 40, der den Mechanismus enthält, mittels dessen die Winkelstellung der Flächen umgekehrt werden kann.

Der Mechanismus besteht aus zwei Zahnrädern 35, die sich um die Achsen 34 drehen können. Die Räder 35 stehen mit einer Zahnstange 32 im Eingriff, die mittels üblicher Führungen frei in dem Gestell 26 gleiten kann.

Die Zahnstange 32 trägt an jedem Ende einen elastischen Puffer 33, der dazu bestimmt ist, an den Anschlägen 30, 31 anzuschlagen. Jede der waagerechten Drehachsen der Flächen 20 bis 23 trägt ein Rad 38 das durch eine Stange oder eine Kette 37 mit den Zahnrädern 35 verbunden ist. Die verschiedenen Räder 38, die je einer der Flächen 20 bis 23 entsprechen, sind unter sich durch Stangen oder Ketten 39 verbunden.

Wie aus Abb. 6 und 7 ersichtlich, bilden die Flächen 20 und 23 einen spitzen Winkel mit der von links nach rechts angenommenen Bewegungsrichtung. Wenn der Antriebskasten 40, das Gestell 26 und die von ihm getragenen Flächen am Ende ihrer Bewegung an der äußersten rechten Seite des Troges in der Abb. 6 ankommen, schlägt der Puffer 33 an dem festen Anschlag 31 an. Die Zahnstange 32 wird dadurch gegenüber dem Antriebskasten 40 nach links verschoben. Die Zahnräder 35 drehen sich daher um einen gewissen Winkel, dessen Wert durch jedes übliche An-Schlagsystem begrenzt werden kann, so daß die Drehung der Räder 38 die Flächen 20 bis 23 in eine andere, zu der dargestellten symmetrische Stellung bringt. Der Wagen verschiebt sich dann nach links, bis der linke Puffer 33 gegen den festen Anschlag 30 anschlägt, wodurch die Flächen 20 bis 23 abermals verstellt werden.

Da es sich um übliche technische Vorrichtungen handelt, die mit den verschiedensten Mitteln hergestellt werden können, ist die Antriebsvorrichtung für den Wagen und die Richtungswechselvorrichtung nicht dargestellt worden, wobei diese Richtungsumkehrung selbstverständlich mit den Verschiebungen der Zahnstange 32 synchronisiert ist.

41 ist eine Vorrichtung, die es ermöglicht, die Zahnstange, falls erwünscht, zu blockieren, etwa durch Zwischenschaltung einer Stoppkerbe zwischen den Zähnen der Zahnstange.

In den verschiedenen vorstehenden Beispielen sind die Schaber im unteren Teil der Tröge, die zum Entfernen des Sodimentschlammes dienen, nicht dargestellt, da sie von bekannter und üblicher Bauart sind. Es ist jedoch selbstverständlich, daß diese Schaber nicht mit den Flächen oder Flügeln der Vorrichtung verwechselt werden dürfen.

Abb. 8 stellt eine perspektivische Ansicht eines Flügels 51 mit gebogener Oberfläche dar. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die größtmögliche Senkung der Teilchen während des Abklärens im allgemeinen besser unter Verwendung einer Vorrichtung mit gebogenen Flächen erreicht wird, wobei am vorteilhaftesten eine Form ist, die mehr oder weniger an die Form eines Flugzeugflügels erinnert. Der Flügel 51 ist mittels zweier Ansätze 52 und 53 an einer horizontalen Achse 54 angeordnet, so daß er frei und ohne Kraftaufwand um diese Achse beweglich ist. Die Achse 54 wird von einem nicht dargestellten Gestell getragen, das sich um eine senkrechte Drehachse dreht.

Gemäß der Erfindung müssen die Tangentenebenen an der wirksamen Oberfläche einen spitzen Winkel mit der durch den Pfeil 55 angezeigten Verschiebungsrichtung bilden. Es kann angenommen werden, daß der Winkel 56, den die Sehne 57, 58 mit der Horizontalen bildet, den mittleren Wert des Winkels darstellt.

Der Flügel 51 ist vorzugsweise hohl und mit einer öffnung versehen, die hermetisch verschlossen werden kann (nicht dargestellt), um Bleischrot in das Innere des Flügels einzuführen und so auf sein Gleichgewicht einzuwirken, daß er von sich aus während seiner Bewegung in der Flüssigkeitsmasse während des Abklärens sich im Gleichgewicht zu halten sucht.

Versuche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren haben bei der Ausfällung von Bauxitschlamm ergeben, daß mittels dieses Verfahrens und der dazugehörigen Vorrichtung nach Abb. 3 und 4 nach 75 Tagen eine Menge von 405 g unlösbarer Bestandteile pro Liter Bauxitschlamm gewonnen wurden, während sich mit bisher bekannten Abscheidvorrichtungen nur 324 g pro Liter ergaben. Dies bedeutet eine Konzentrationserhöhung von 26%.

Noch bessere Ergebnisse wurden bei der Verwendung gewölbter Flächen gemäß Abb. 8 erzielt. Hier ergaben sich im gleichen Zeitraum bei gleichen Bedingungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung etwa 500 g Abscheidung pro Liter gegenüber etwa 320 g mit bekannten Vorrichtungen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Klärung von Schwebestoffe enthaltenden Flüssigkeiten durch Absetzen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Flüssigkeit schräg gestellte Flächen (9, 10, 11, 20, 21, 22, 23) waagerecht mit geringer Geschwindigkeit derart bewegt werden, daß ein Druck nach unten ausgeübt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in horizontaler Richtung bewegbare schräge,

parallel zueinander verlaufende Flächen (9) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (10, 11) Durchbrechungen aufweisen und auf einer Achse angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (20 bis 23) auf horizontalen Achsen dreh- und einstellbar angeordnet sind, wobei letztere in einem beweglichen Rahmen (24, 25, 26) sitzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Rahmen (26) hin- und hergeführt werden kann und daß Mittel vorgesehen sind, um bei jeder Änderung der Bewegungsrichtung des Rahmens (26) die Neigungsrichtung der Flächen (20, 23) umzukehren.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (51) gewölbt sind

und einen spitzen Winkel mit der Bewegungsrichtung bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch um horizontale Achsen (54) dreh- und einstellbare Flächen (51), wobei die Achsen (54) in einem beweglichen Gestell, das sich um eine senkrechte Achse dreht, angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen mindestens in einer der beiden unteren Zonen (Kompressionszone bzw. Absetzzone), vorzugsweise in der Kompressionszone, angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 869 792, 902 489;
britische Patentschrift Nr. 467 831;
USA.-Patentschriften Nr. 2 274 361, 2 539 732,
546 691, 2 665 248.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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