DE1025385B - Multi-storey basins - Google Patents
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Mehrstöckige Klärbecken zum Klären von Flüssigkeiten, die suspendierte Teilchen enthalten, insbesondere zum Klären von Säften und Flüssigkeiten, beispielsweise bei der Herstellung von Rohr-und Rübenzucker, sind bereits vielfach vorbeschrieben. Im wesentlichen besitzt ein solches mehrstöckiges Klärbecken eine über dem oberen Klärbeckenabteil angebrachte Flüssigkeitseinlaufkammer mit einem in das obere Abteil ragenden Einlaufstutzen, mehrere horizontal und übereinander angeordnete Zwischenböden, die eine obere Flockungskammer, eine untere Absetz- und Eindickkammer und eine Mehrzahl dazwischenliegender Klärkammern bilden, und mehrere Krählwerke, die an der senkrechten Mittelwelle befestigt sind, so daß sie den Schlamm der verschiedenen Klärkammern in Auslaßöffnungen in den Bodenwänden fördern.Multi-level clarifiers for clarifying liquids containing suspended particles, in particular for clarifying juices and liquids, for example in the production of cane and beet sugar, have already been described many times. Essentially, such a multi-level clarifier has one over the upper clarifier compartment attached liquid inlet chamber with one in the upper compartment protruding inlet nozzles, several horizontal and stacked intermediate floors, the one upper flocculation chamber, a lower settling and thickening chamber and a plurality of intermediate ones Form clarifying chambers, and several rakes, which are attached to the vertical center shaft, so that they convey the sludge from the various septic chambers into outlet openings in the bottom walls.
Bei einem solchen mehrstöckigen Klärbecken ist es auch schon bekannt, eine alle Behälterabteile durchsetzende gemeinsame Schlammaustragung in Gestalt von sich überlappenden zentrischen Schlammaustragsstutzen in den verschiedenen Abteilen, jedoch gesonderte, in jedes Abteil mündende Zuführungsleitungen für die Trübe sowie gesonderte Ableitungen von jedem Abteil für die geklärte Flüssigkeit vorzusehen. Der Zuführungskasten für die Trübe liegt hier jedoch seitlich außerhalb der Grundfläche des Klärbeckens, und einzelne Rohre stellen die Verbindung zwischen einzelnen Abteilungen dieses Kastens mit den Abteilen des Klärbeckens in den verschiedenen Stockwerken her. Innerhalb dieser Einlaufrohre und nach ihrem Austritt aus diesem muß die Trübe wiederholt die Strömungsrichtung ändern. Da die Einlaufrohre außerdem einen wesentlich kleineren Durchmesser haben müssen, muß die Trübe in den Rohren eine wesentlich höhere Geschwindigkeit besitzen, und der plötzliche Austritt in den großen Flüssigkeitsinhalt der Beckenabteile führt zu Aufwirbelungen. Infolgedessen münden bei der bekannten Anlage die Einlaßrohre auch dicht unter der Decke der Abteilungen ein.In the case of such a multi-level clarifier, it is already known to have one that penetrates all of the container compartments Common sludge discharge in the form of overlapping centric sludge discharge nozzles in the various compartments, but with separate feed lines opening into each compartment provide for the pulp and separate drains from each compartment for the clarified liquid. Of the However, the feed box for the pulp is located laterally outside the base of the clarifier, and individual pipes provide the connection between the individual compartments of this box and the compartments of the clarifier on the different floors. Inside these inlet pipes and after their Exiting from this, the pulp must repeatedly change the direction of flow. As the inlet pipes must also have a much smaller diameter, the pulp in the tubes must have a have a much higher speed, and the sudden escape into the large liquid content the pool compartment leads to turbulence. As a result, the inlet pipes open in the known system also close under the ceiling of the departments.
Demgegenüber geht die Erfindung von einem mehrstöckigen Klärbecken mit einer oberen Flüssigkeitseinlaufkammer aus, von der die Flüssigkeit durch einen in das obere Abteil ragenden Rohrstutzen eingespeist wird, und erreicht eine nach Menge und Geschwindigkeit im wesentlichen gleichmäßige Einspeisung der zu klärenden Flüssigkeit in die verschiedenen Kammern dadurch, daß in dem die einzelnen Abteile trennenden Boden jeweils ein bis etwa in die Mitte der Abteile reichender Übertrittsstutzen axial angeordnet ist, der mit seinem oberen Ende in den Einlaufstutzen hineinragt, jedoch einen Ringraum zwischen beiden Stutzen von einer der Ouerschnittsfläche des Übertritts etwa gleichen Ouerschnittsfläche Mehrstöckige KlärbeckenIn contrast, the invention is based on a multi-storey clarifier with an upper liquid inlet chamber, from which the liquid passes a pipe socket protruding into the upper compartment is fed, and reaches one in terms of quantity and speed essentially uniform feeding of the liquid to be clarified into the various Chambers in that in the floor separating the individual compartments each one to about the Middle of the compartments reaching transfer stub is axially arranged, which with its upper end in the Inlet stub protrudes, but an annular space between the two stubs from one of the cross-sectional areas the crossover approximately the same cross-sectional area Multi-storey clarifier
Anmelder:Applicant:
Dorr-Oliver Incorporated,
Stamford, Conn. (V. St. A.)Dorr-Oliver Incorporated,
Stamford, Conn. (V. St. A.)
Vertreter: Dr. H. H. Willrath, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hildastr. 32Representative: Dr. HH Willrath, patent attorney,
Wiesbaden, Hildastr. 32
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 15. März 1954Claimed priority:
V. St. ν. America March 15, 1954
William Arnos Lutz und Robert Harold Van Note,William Arnos Lutz and Robert Harold Van Note,
Westport, Conn. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt wordenWestport, Conn. (V. St. Α.),
have been named as inventors
frei läßt, und an den Trennboden unter das untere Ende des Übertrittsstutzens ragende Schlammrohre angeordnet sind.leaves free, and mud pipes protruding from the separating floor under the lower end of the transfer nozzle are arranged.
Während sich also bei der bekannten Vorrichtung nur die konzentrischen Schlammüberleitungsstutzen derart überlappen, daß der in jedem Abteil niedergesetzte und durch das Krählwerk zur Mitte geförderte Schlamm durch die darunterliegenden Abteile im geschlossenen Strom bis zum Schlammaustrag gefördert wird, überlappen sich gemäß der Erfindung die zentrischen Einlaufstutzen derart, daß an der Unterkante jeweils der Flüssigkeitsteilstrom frei in das betreffende Abteil oberhalb des Krählwerkes austritt. Die große Ouerschnittsfläche der Einlaufstutzen gewährleistet im Gegensatz zu den vorbekannten engen und mit mehreren Krümmern versehenen Einlaufrohren, daß die Flüssigkeit auf dem ganzen Stutzenquerschnitt mit einer gleichförmigen, relativ geringen nach unten gerichteten Geschwindigkeit inSo while in the known device only the concentric sludge transfer nozzle overlap in such a way that the one placed in each compartment and conveyed to the center by the rake Sludge is conveyed through the compartments below in a closed stream to the sludge discharge is, overlap according to the invention, the central inlet nozzle such that on the The lower edge of the partial flow of liquid exits freely into the relevant compartment above the rabble rake. The large cross-sectional area of the inlet nozzle ensures, in contrast to the previously known narrow and multi-bend inlet pipes that the liquid on the whole Nozzle cross-section with a uniform, relatively low downward velocity in
das Abteil eintritt und außerdem verhältnismäßig nahe oberhalb des Krählwerkes zugeführt wird, so daß eine lange Verweilzeit jedes Flüssigkeitsanteiles in störungsfreier langsamer Aufwärtsbewegung innerhalb der Kammer erreicht ist. Infolge der Verminderung der Gefahr einer Wiederaufwirbelung bereits abgesetzter Teilchen besteht der wesentliche Vorteil, daß ein großer Teil der Klärkammern zwischen der ersten Einspeisekammer und der letzten Eindickkammer fortgelassen werden kann, wodurch sowohlthe compartment enters and is also supplied relatively close above the rake, so that a long residence time of each portion of the liquid in undisturbed slow upward movement within the chamber is reached. As a result of the reduction in the risk of resuscitation already settled particles there is the essential advantage that a large part of the clarifying chambers between the first feed chamber and the last thickening chamber can be omitted, thereby both
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die Herstellungs- als auch die Betriebskosten gesenkt werden. Außerdem ist auf einfache Weise eine hydraulische Stabilität sichergestellt.the manufacturing and operating costs can be reduced. In addition, a hydraulic one is easy to use Stability ensured.
Die einfachste Ausführungsform nach der Erfindung besteht aus einem Becken mit zwei übereinander angeordneten Kammern, von welchen die obere eine Klärkammer und die untere eine Eindick- und Endabsetzkammer darstellt.The simplest embodiment according to the invention consists of a basin with two on top of each other arranged chambers, of which the upper is a clarifying chamber and the lower is a thickening and final settling chamber represents.
Zweckmäßig werden getrennte Schlammrohre zum Überführen des abgesetzten Schlammes von dem oberen Abteil in das untere Eindickabteil benutzt, die keine Verbindung mit der von oben kommenden Zuführung haben. Dies kann dadurch erreicht werden, daß Schlammüberführungsleitungen benutzt werden, die außerhalb des Umfanges des Einlaufzylinders des ersten Abteils in der Weise gelagert sind, daß der von oben kommende Schlamm unmittelbar vom Boden des oberen Abteils in die Schlammschicht des unteren Abteils zur Endeindickung übergeführt wird. Dadurch wird das Aufrühren der bereits abgesetzten Teilchen vermieden.Separate sludge pipes for transferring the settled sludge from the upper one are expedient Compartment used in the lower thickening compartment that has no connection with the feeder coming from above to have. This can be achieved by using sludge transfer lines, which are mounted outside the circumference of the inlet cylinder of the first compartment in such a way that that of sludge coming up directly from the bottom of the upper compartment into the sludge layer of the lower compartment is transferred to the final thickening. This will stir up the already settled particles avoided.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht in einer Einlaufanordnung, die in Kombination mit der ersteren Ausführungsform benutzt werden kann. Diese Kombination gestattet die Verwendung von zwei oder mehreren dieser Grundeinheiten innerhalb eines einfachen Beckens, wodurch Baukosten und Raum gespart werden.Another embodiment of the invention consists in an inlet arrangement, which in combination can be used with the former embodiment. This combination allows use of two or more of these basic units within a simple basin, reducing construction costs and Space can be saved.
Beispielsweise sind bei Anordnung von vier Abteilen übereinander diese gemäß der Erfindung zu zwei Gruppen von durch Übertrittsstutzen verbundenen Abteilen zusammengefaßt, deren untere Gruppe durch eine zusätzliche Falleitung gespeist wird, die von der Flüssigkeitseinlaufkammer durch das Innere der Einlauf- und Überlaufstutzen in das obere Abteil der unteren Gruppe führt und Eintrittsöffnungen hat, die praktisch dieselbe Flüssigkeitsmenge durchfließen lassen, wie sie zu dem oberen Abteil fließt.For example, if four compartments are arranged one above the other, according to the invention there are two Groups of compartments connected by transfer stubs are summarized, the lower group by an additional downpipe is fed, which from the liquid inlet chamber through the interior of the inlet and overflow nozzle leads into the upper compartment of the lower group and has inlet openings that allow practically the same amount of liquid to flow through as it flows to the upper compartment.
Diese Ausführungsform der Erfindung und die durch sie erreichbaren Vorteile werden beispielsweise an einer Einlaufvorrichtung dargestellt, bei welcher, bevor irgendwelche Einlaufflüssigkeit in den ersten Einlaufzylinder gelangt, der Strom automatisch aufgespalten wird, und zwar mittels einer zentrischen, senkrecht stehenden, sich durch beide Einlaufzylinder nach unten erstreckenden Hohlwelle in den oberen Einlaufzylinder des unteren Systems hineinragt. Die automatische Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird durch die gleichen neuartigen Mittel hervorgebracht wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung. This embodiment of the invention and the advantages that can be achieved by it are for example shown on an enema device, in which, before any enema liquid in the first Inlet cylinder arrives, the flow is automatically split, by means of a centric, vertical hollow shaft extending downward through both inlet cylinders into the upper one Inlet cylinder of the lower system protrudes. The automatic operation of this embodiment is brought about by the same novel means as in the first embodiment of the invention.
In an sich bekannter Weise ist ein gemeinsamer Überlaufkasten vorgesehen, um dem Bedienungsmann die Möglichkeit zu geben, die Überlauf mengen aus den verschiedenen Kammern zu beobachten und zu regeln, so daß die hydraulische Stabilität zwischen allen Kammern des Klärbeckens aufrechterhalten wird und der Bedienungsmann in der Lage ist, die Einlauf- und Durchlaufmenge aller Beckenkammern gleichförmig zu halten und so eine hydraulische Stabilität in allen Klärbeckenkammern herzustellen.In a manner known per se, a common overflow box is provided to allow the operator to provide the opportunity to monitor and regulate the overflow quantities from the various chambers, so that the hydraulic stability between all chambers of the clarifier is maintained and the Operator is able to uniformly adjust the inlet and flow rate of all pelvic chambers to maintain hydraulic stability in all clarification basin chambers.
Durch die Erfindung wird eine ganze Anzahl wertvoller A^orteile erzielt. Vor allen Dingen wird durch die tiefen Einlaufzylinder mit verhältnismäßig großem Durchmesser die eingespeiste Flüssigkeit hinreichend nah am Boden in die Beckenkammer eingeführt, um dadurch eine lange Verweilzeit und sehr hohe Absetzwirksamkeit zu erzielen; damit wird höchste Ausnutzung der Beckenfläche erreicht. Ein weiteres kritisches Merkmal der großen Einlaufzylinder liegt in der Tatsache, daß die Einlaufflüssigkeit das Becken wohl unterhalb des oberen Flüssigkeitspiegels, aber mit einer sehr geringen nach unten gerichteten Geschwindigkeit betritt. Diese gleichförmige nach unten gerichtete Geschwindigkeit vermindert die Gefahr des Wiederaufwirbelns bereits abgesetzter Teilchen, und durch ihre Gleichförmigkeit sichert sie gleiche Wirksamkeit in allen Beckenkammern.A number of valuable advantages are achieved by the invention. Above all else, is through the deep inlet cylinder with a relatively large diameter is sufficient for the liquid fed in Introduced close to the floor in the pelvic chamber, resulting in a long residence time and very high sedimentation efficiency to achieve; this achieves maximum utilization of the pool area. Another critical one Characteristic of the large inlet cylinder lies in the fact that the inlet liquid is well in the basin below the upper level of the liquid, but at a very slow downward velocity. This uniform downward Speed reduces the risk of resuspended particles, and its uniformity ensures the same effectiveness in all pelvic chambers.
Das Schlammleitungssystem führt in geschlossenen ίο Überführungsleitungen von Austragsstellen im Boden der oberen Abteile bis zu einem Punkt im unteren Abteil, der unterhalb des Schichtspiegels der abgesetzten Teilchen in der unteren Kammer liegt. Da sich diese Schlammaustragrohre bis unterhalb des Einlaufpunktes in die untere Kammer erstrecken, ist sichergestellt, daß der Schlamm nicht wieder durch die einlaufende Flüssigkeit aufgewirbelt wird.The sludge line system leads in closed ίο transfer lines from discharge points in the ground of the upper compartments to a point in the lower compartment, the one below the layer level of the detached Particle lies in the lower chamber. Since these sludge discharge pipes are below the inlet point Extending into the lower chamber ensures that the sludge does not pass through the incoming Fluid is whirled up.
Die Behandlung von Zuckersäften umfaßt zwei wesentliche Verfahrensschritte. Der erste Schritt ent-'
hält die Klärung des Saftes, indem den in ihm enthaltenen suspendierten Teilchen Gelegenheit geboten
wird, sich abzusetzen, während der zweite Schritt die Eindickung der abgesetzten Teilchen umschließt, um
eine Höchstmenge \ron Saft zurückzugewinnen.
Die Klärung, Verfahrensschritt 1, wird in beiden Kammern ausgeführt, weil die frische Einlaufflüssigkeit
geteilt und dann beiden Abteilen zugeführt wird. Dadurch ist die Klärfläche der Grundbeckeneinheit
nach der Erfindung der Summe der Flächen beider Abteile gleichzustellen.The treatment of sugar juices comprises two essential process steps. The first step corresponds' holds the clarification of the juice by the suspended particles contained in it is given an opportunity to settle, while the second step encloses the thickening of the deposited particles to a maximum \ r on juice recover.
Clarification, step 1, is carried out in both chambers because the fresh inlet liquid is divided and then fed to both compartments. As a result, the clarification area of the basic basin unit according to the invention is equal to the sum of the areas of both compartments.
Die Endeindickung, Verfahrensschritt 2, wird nur im Bodenteil der unteren Kammer ausgeführt, das die abgesetzten Teilchen von beiden Kammern aufnimmt. Somit ist die Eindickfläche der Grundeinheit nach der Erfindung nach der Fläche der unteren Kammer zu bemessen. Das mehrstöckige Klärbecken nach der Erfindung arbeitet also mit einem Verhältnis der Klärfläche zur Eindickfläche von nur 2:1, während die bisherigen Klärbecken dieser Art zu geeigneter Arbeitsweise ein solches Verhältnis von 4 oder 5 :1 benötigen.The final thickening, step 2, is only carried out in the bottom part of the lower chamber, which is the picks up deposited particles from both chambers. Thus, the thickening area of the basic unit is after the Invention to measure according to the area of the lower chamber. The multi-storey clarifier according to the invention works with a ratio of the clarifying area to the thickening area of only 2: 1, while the previous clarifiers of this type for a suitable working method such a ratio of 4 or 5: 1 require.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung in einem Schnitt durch das Becken dargestellt. Ein im wesentlichen rundes, aufrecht stehendes Becken 10 mit einem Boden 11 und einer Decke 12 ist in vier Kammern A, B, C und D durch Böden 13,14 und 15 mit Mittelöffnungen zur Verbindung zwischen den Kammern eingeteilt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown in a section through the basin. A substantially round, upright basin 10 with a floor 11 and a ceiling 12 is divided into four chambers A, B, C and D by floors 13, 14 and 15 with central openings for connection between the chambers.
Der Haupteinlaßkasten 16 ist auf der Decke 12 angebracht. Die Einlaufflüssigkeit wird über eine tangentiale Leitung 17 eingeführt. Der Kasten 16 ist mit einem Schlammkrählwerk 18 und mit einer Entschäumungsvorrichtung 19 versehen, die den Schaum über den Kanal 20 ableitet.The main inlet box 16 is mounted on the ceiling 12. The inlet liquid is tangential over a Line 17 introduced. The box 16 is provided with a sludge rake 18 and with a defoaming device 19, which diverts the foam via the channel 20.
Der Motor 41 und die Antriebsvorrichtung 42 sitzen auf einem Träger 43. Die drehbare Mittelsäule 40 wird durch den Motor 41 und das Zahnradgetriebe 42 angetrieben. An der Säule 40 sind die Krählarme 18 und die Entschäumer 19 mit ihr drehbar angebracht, außerdem die Krählarme 21,22,23 und 24 der Abteile A, B, C bzw. D und die drehbaren Einlaufstutzen 25 (der die Abteile A und B verbindet) und 26 (der die Abteile C und D verbindet).The motor 41 and the drive device 42 sit on a support 43. The rotatable center column 40 is driven by the motor 41 and the gear transmission 42. The rake arms 18 and the defoamers 19 with it are rotatably attached to the column 40, as well as the rake arms 21, 22, 23 and 24 of compartments A, B, C and D and the rotatable inlet connection 25 (which connects compartments A and B. ) and 26 (which connects compartments C and D ).
Das Abteil A ist mit einem Einlaufstutzen 27 versehen. In Abteil C \vird die Einlaufflüssigkeit mittels der Öffnungen 28 in der Säule 40 eingeleitet, die in die hohle Säule führen und durch die untere öffnung 29 in den Einlaufzylinder 30 einmünden.The compartment A is provided with an inlet connection 27. The inlet liquid is introduced into compartment C \ v by means of the openings 28 in the column 40, which lead into the hollow column and open into the inlet cylinder 30 through the lower opening 29.
Die Querschnittsbemessung der öffnungen 28, der feststehenden Einlaufzvlinder 27 und 30 und der sichThe cross-sectional dimensioning of the openings 28, the fixed Einlaufzvlinder 27 and 30 and the
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Deutsche Patentschriften Nr. 561 417, 409 683.Considered publications:
German patent specifications No. 561 417, 409 683.
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