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Vorrichtung zur Behandlung von Wasser oder Abwasser mit Luft in Gegenwart
von Eisen Zur Reinigung von Wasser und Abwasser wird bekanntlich das Eisenungsverfahren
verwendet, -das darin besteht, Wasser und Eisenspäne unter Luftzutritt zu durchwirbeln
und das hierbei entstehende Eisenhydroxyd zum Ausflocken im Wasser enthaltener kolloidaler
Stoffe zu verwenden.
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Eine bekannte Einrichtung zur Durchführung einer Eisenung besteht
aus einem oder mehreren mit Eisenspänen oder anderem Eisenmaterial gefüllten Türmen,
die von oben mit dem zu behandelnden Wasser beschickt werden, während von unten
Luft eingeblasen wird, und aus einem nachgeschalteten Behälter mit einem Rührwerk
zum Umrühren des aus den Türmen abfließenden geeisenten Wassers. Eine andere bekannte
Einrichtung besteht aus einer uni die Achse rotierenden Trommel mit einer Wasserzu-
und -ableitung und mit einer etwa in der Drehachse der Trommel angeordneten Aufnahmemulde
für, metallisches Eisen und in dieser Mulde angeordneten gelochten Röhren für eine
Druckluftzufuhr, eine andere Einrichtung aus einem feststehenden Reaktionsbehälter
mit Wasserzu-und -ableitungen und -mit einer unmittelbar oberhalb des Behälterbodens
mündenden Druckluftzuführung durch Filterplatten.
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Die gebräuchlichsten Eisenungsvorrichtungen jedoch, welche die vorstehend
besprochenen, mit Druckluft arbeitenden wegen ihrer erheblichen Beschleunigung des
Eisenungsvorganges verdrängt haben, bestehen aus einem Wasserbehälter, in dessen
unterem Teil sich Eisenspäne befinden, und aus einem Belüftungsapparat nach Art
einer schnellaufenden Luft-und Flüssigkeitspumpe, der senkrecht im Behälter hängt.
Zum Belüftungsapparat gehören ein über dem Behälter angeordneter- Antriebsmotor,
ein bis in die untere Hälfte des Behälters führendes Rohr, in dem die Motorwelle
gelagert ist, und am unteren Ende des Rohres ein vom Motor angetriebenes Kreiselrad,
das durch das Rohr hindurch Luft ansaugt und in die umgebende Flüssigkeit drückt.
Die Motorwelle ist dann noch weiter nach unten bis knapp über die Eisenspäne fortgesetzt
und trägt an ihrem unteren Ende ein Flügelrad zur Durchwirbelung der Eisenspäne
im Wasser. Da das Kreiselrad zur Vermeidung von Beschädigungen durch die Eisenspäne
in einem ausreichenden Abstand über diesen angeordnet sein muß, kann die für die
Eisenung nötige Luft den Eisenspänen nicht direkt, sondern nur über das umgewälzte
Wasser zugeführt werden. Die vom Kreiselrad geförderte Luft steigt größtenteils
sofort nach oben und entweicht, nur ein verhältnismäßig kleiner Teil verbleibt im
Wasser und strömt mit diesem nach unten zu den Eisenspänen. Die Anreicherung des
Wassers mit Eisenhydroxyd erfordert daher einen sehr großen Leistungsaufwand. Dazu
kommt noch, daß von den im untersten Teil des Behälters befindlichen Eisenspänen
nur der dem Wirbelrad am nächsten liegende Teil durchgewirbelt wird, während ein
großer Teil ruhig liegenbleibt, so daß auch aus diesem Grunde die Oxydation mangelhaft
ist. Bei anderen Geräten wird in einem in der Mitte des Behälters senkrecht angeordneten
Rohr durch darin umlaufende Flügelräder neben der Lufteinsaugung eine Flüssigkeitsströmung
nach oben erzeugt, die aus dem unteren Teil des Behälters Eisenspäne mitreißt und
oben zusammen mit dem Wasser wieder radial auswirft. Andere Belüftungseinrichtungen
bedienen sich eines schnellrotierenden Rührers, der einen lufteinsaugenden Strudel
erzeugt. Auch für diese Einrichtungen ist ein erheblicher Leistungsaufwand nötig.
Bekannt ist bei diesen Geräten die muldenförmige Ausbildung des Behälterbodens bzw.
die Ausbildung des Behälterbodens als Ringmulde mit hochgezogener Spitze.
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Durch die Erfindung wird eine sehr viel einfachere, dabei aber überraschend
wirksame Einrichtung zur Belüftung der Flüssigkeit, zur Lösung der Eisenteile und
zur Umwälzung der Flüssigkeit geschaffen, die die Vorteile der vorstehend als bekannt
vorausgesetzten Einrichtungen aufweist, ohne jedoch deren Nachteile zu besitzen.
Sie gewährleistet eine intensive Durchmischung der Reaktionskomponenten, welche
den Vorgang der Eisenung erheblich beschleunigt, hat aber den Vorteil eines besseren
Wirkungsgrades als die Belüftungseinrichtungen nach .Art von Luft- und Flüssigkeitspumpen
bzw. schnellrotierenden Rührern und eines kleineren Leistungsaufwandes. Die Erfindung
gehört zur Gattung der Einrichtungen mit feststehenden Reaktionsbehältern mit Wasserzu-
und -ableitungen und mit einer unmittelbar oberhalb des Behälterbodens mündenden
Druckluftzuführung. Die Erfindung liegt darin, daß der Behälterboden in an
sich
bekannter Weise muldenförmig gewölbt ist und die Druckluftzuführung aus einem senkrechten
Rohr besteht, dessen Austrittsöffnungen gegen die Bodenwölbung des Behälters gerichtet
ist. Damit ist gewährleistet, daß alle im untersten Teil des Behälters liegenden
Eisenteile von der Druckluft hochgewirbelt werden. Vorteilhaft mündet die Austrittsöffnung
des Druckluftrohres unmittelbar über der in der Mitte des in an sich bekannter Weise
als Ringmulde ausgebildeten Behälterbodens hochgezogenen Spitze. Damit ist gewährleistet,
daß die Druckluft die ganze Ringmulde radial durchbläst. Zur Steigerung der Wirkung
kann man das Druckluftrohr in der Mitte des Reaktionsbehälters drehbalagern und
mit mehreren Austrittsenden ausstatten. Bei dieser Bauform erzielt man eine weitere
Wirkungssteigerung, wenn die gegabelten Rohrenden entsprechend der Muldenwölbung
gekrümmt werden. Letztere Maßnahmen bewirken eine vertikale Umwälzung der Flüssigkeit.
Schließlich können die Rohrenden aus ihrer vertikalen Ebene herausgebogen sein,
womit eine zusätzliche horizontale Umwälzung, die eine Verbesserung der Belüftung
bringt, erreicht wird. Die gegabelten Rohrenden des Druckluftrohres kann man durch
ein kegelförmiges Dach überdecken, dessen Durchmesser gleich oder größer ist als
die Gabelungsbreite der Rohrenden.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Einrichtung schematisch dargestellt.
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In Abb. 1 ist der Boden a des Behälters b am unteren Teil einfach
gewölbt. Der Wassereinlauf ist mit c, der Auslauf mit d bezeichnet. Auf dem Behälter
ist der Kompressor e gelagert. Das Druckluftrohr f ist in der Behältermitte senkrecht
bis fast zum Boden a geführt. Dort wird die Druckluft nach allen Seiten hinausgepreßt
und reißt die Eisenteile, die vor der Einschaltung des Kompressors auf dem gewölbten
Boden a lagen, nach oben. Dabei wirken dauernd die aufsteigende Luft und die Flüssigkeit
auf sie ein. Die Durchwirbelung ist, wenn der Druck ausreichend bemessen wird, so
stark, daß die Eisenspäne dabei nach oben gerissen werden und die ganze Flüssigkeit
im Behälter stark brodelt. Der Teil g des Auslaufrohres d ist im Inneren des Behälters
ein Stück weit nach unten geführt, damit das Wasser darin zur Ruhe kommt und die
mit hochgerissenen Eisenspäne nach unten fallen können.
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Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist der Behälterboden a in der Mitte
zu einer Spitze h hochgezogen, so daß sich eine Ringmulde i bildet. Die Druckluftverteilung
ist durch Pfeile angedeutet. Die Durchwirbelung ist bei dieser Ausführung noch besser
als bei der Ausführungsform nach Abb. 1; der Leistungsaufwand wird dadurch noch
weiter verringert.
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Die Abb. 3 zeigt ein sich um seine Achse langsam drehendes Druckluftrohr
f, das an seinem unteren Ende gegabelt und durch ein Lager k in der Muldenspitze
zentriert ist. Um die Rohrenden L von einer stärkeren Ansammlung von Eisenspänen
freizuhalten, damit sie nicht beschädigt werden, wenn die Drehung eingeschaltet
wird, und auch, um zu vermeiden, daß das Lager k durch eintretende Eisenspäne gebremst
oder beschädigt wird, ist über dem Rohrende ein kegelförmiges Dach in angebracht.
Will man außer der vertikalen auch noch eine horizontale Umwälzung der Flüssigkeit
bekommen, so wird man die Rohrenden L räumlich, d. h. relativ zur Zeichnungsebene,
nach vorn oder hinten, krümmen. Die dabei auftretende Rückstoßwirkung der ausströmenden
Luft kann man für die Drehung des Rohres f um seine Achse ausnutzen.
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Die erfindungsgemäßen Einrichtungen haben, wie aus den dargelegten
Beispielen erkennbar, den Hauptvorteil, daß die gesamte Druckluft unmittelbar den
Eisenspänen zugeführt wird und daß infolge der günstigen Bodengestaltung des Behälters
alle Eisenspäne von der Aufwirbelung erfaßt werden. Es geht schon aus der schematischen
Darstellung in der Zeichnung hervor, daß die Kraft, mit der die Eisenspäne in die
Höhe getrieben werden, ganz erheblich stärker ist als bei den bekannten Einrichtungen.
Auch leuchtet es ohne weiteres ein, daß die Einwirkungsdauer der Belüftung bedeutend
größer ist. Trotz dieser so viel besseren Wirkung reicht aber bei der erfindungsgemäßen
Anordnung eine wesentlich kleinere Motorleistung aus, als sie bei den bekannten
Einrichtungen nötig ist.