DE2711033A1

DE2711033A1 - Wasseraufbereitungsanlage

Info

Publication number: DE2711033A1
Application number: DE19772711033
Authority: DE
Inventors: Robert Louboutin
Original assignee: Degremont SA
Current assignee: Suez International SAS
Priority date: 1976-03-24
Filing date: 1977-03-14
Publication date: 1977-10-06
Also published as: IT1073482B; DE2711033C2; ES457030A1; AU2351077A; NL7703101A; FI770882A7; SE426233B; AR211802A1; FI66164C; FI66164B; CA1076722A; US4111802A; BR7701701A; FR2345396A1; JPS6025165B2; FR2345396B1; CH619674A5; BE852754A; AU503637B2; GB1574370A

Description

Heme 1, 8000 München 40,

Frelllgrathstraße 19 ΠΙ«< Ιηι 13 U Γ-μ, Eisenacher Straße 17

UlpJin^. ΓΙ. Π. L«ar.r

PostfechiMO UlpJ.-in^. ΓΙ. Π. L«ar.r Paf.-Anw. Betzier

DlpL-Phye. Eduard Betzier Fen»_pr«*.r:» »11 ⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ^³⁰¹³

Telegrammanschritt: Trlegrammanschrlft:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex 08229853 Telex 5215360

1 1

I" O¹? 1 1 D^? Bankkonten:

/ I M I Bayerische Vereinsbank München 952

Dresdner Bank AG Herne 7-530 499 Postscheckkonto Dortmund 558 68-487

23. Februar 1977

Ref._: MO 5361 B-Schn.

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Zuschrift bitte nach:

München

DEGREMONT

Rueil-Malmaison,

Frankreich

Wasseraufbereitunqsanlaqe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasseraufbereitungsanlage zur Behandlung von Abwässern durch Ausflockung und/oder durch kristalline Ausfällung mit interner Umwälzung des Schlammes, an die sich eine lamellenartige Dekantierung anschließt. Eine derartige Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Aufbereitung von mit Mineralsalzen beladenen Abwässern, v/elche in Form von kristallinem Schlamm mit einem Reaaenz ausfällbar sind, mit dem sie eine schwach lösliche Verbindung bilden, wobei das Reagenz beispielsweise Kalk, Natrium, Baryt etc. sein kann.

Es ist bekannt, daß die innere Umwälzung des bereits gebildeten Schlammes die Vorgänge der Ausflockung und/oder der kristallinen Ausfällung stark beschleunigt, und nach dem gegenwärtiaen Stand der Technik gibt es eine große Anzahl von im allgemeinen kreisförmig ausgebildeten Vorrichtungen mit zwei Zonen, wobei in der einen mittleren Zone die Reaktion in Anwesenheit von Schlamm erfolgt, der entweder durch mechanische oder geeignete hydraulische

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Einrichtungen umgewälzt wird, während in der anderen ringförmiqen Umfangszone, der sogenannten Dekantierzone, die Trennung des behandelten Wassers und des in Suspension befindlichen Schlammes erfolgt, der aus der mittleren Zone kommt. Diese Anlagen werden als kombinierte Vorrichtungen bezeichnet, da ja die Phasen der Reaktion und der Dekantierung im gleichen Gefäß stattfinden.

Es ist weiterhin bekannt, daß es mit dem Einsetzen von regelmäßia verteilten und unter einem Winkel von ungefähr 60° gegenüber der Horizontalen geneigten parallelen Platten in ein Dekantierbecken möglich ist, mit der Durchführung eines als lamellenartiger Dekantierung bezeichneten Vorganges eine steigende Geschwindigkeit des Wassers zu erzielen, die zwei-bis viermal höher ist, als es beim gleichen Wasser und bei der gleichen Aufbereitung in einem einfachen Dekantierbecken möglich ist, das nicht mit derartigen Platten ausgerüstet ist. Das Einsetzen derartiger Platten in eine kombinierte Vorrichtung von üblicher Bauart, um auf diese Weise die Leistung hinsichtlich der Dekantiergeschwindigkeit zu steigern, stößt jedoch auf drei größere Schwierigkeiten:

- Es ist sehr schwierig, in wirtschaftlicher Weise im Inneren einer kreisförmigen Vorrichtung eine Anordnung von parallelen Platten anzubringen, ohne daß ein Teil der Oberfläche neutralisiert wird. Ein nicht vernachlässigbarer Teil der möglichen Dekantierfläche steht dann nicht mehr zur Verfüaung. Um diesem Nachteil abzuhelfen, hat man bereits daran gedacht, die kreisförmige Anordnung durch eine viereckige Anordnung zu ersetzen, in die die erste eingesetzt ist. In diesem Falle muß der dekantierte Schlamm, der sich auf dem Boden der Vorrichtung absetzt, mit einer Abkratzvorrichtung wieder in das Zentrum zurückgeführt werden, wobei die Abkratzvorrichtung vom Zentrum der Anlage aus angetrieben ist und ihr Ende somit einen Kreis beschreibt. Um die Ablagerung von

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Schlamm in den Ecken zu vermeiden, dessen Abzug unmöglich wäre, muß sich an die obere viereckige Anordnung zur Aufnahme der Platten eine untere kreisförmige Anordnung anschließen. Eine derartige Lösung führt offenbar zu Komplikationen bei der Konstruktion und beseitigt nicht die nachstehend näher erläuterte zweite Schwierigkeit.

- Es ist bekannt, daß dann, wenn eine zu einer kristallinen Ausfällung führende Reaktion in einem Milieu mit ausreichend konzentriertem Schlamm erfolgt, die Ausfällung vorzugsweise bei einem solchen Schlamm erfolgt, der eine Art von Kristallisationskernen bildet. Man vermeidet auf diese Weise eine Kesselsteinablagerung bei den inneren Teilen der Aufbereitungsanlage. In einer Anlage mit mittlerer Reaktionszone nimmt die Schlammkonzentration normalerweise vom Zentrum zur Peripherie hin ab. Wenn die Ausfällungsreaktion nicht am Austritt des Wassers aus der Reaktionskammer abgeschlossen ist, so nimmt sie ihren Fortgang in dem unterhalb der Platten und zwischen den Platten selbst befindlichen Raum, und wenn die Schlammkonzentration zwischen den äußersten Platten nicht ausreichend groß ist, so unterstützt man eine fortschreitende Kesselsteinablagerung an ihrer Oberfläche, wobei diese Kesselsteinablagerung eine rasche Näh-rung erfährt, da sie ja eine Hemmung für den nach unten fließenden Schlamm darstellt. Daraus ergeben sich einerseits Unterschiede hinsichtlich der Abstandes zwischen den Platten, die für die Leistung der Anlage nachteilig sind, und andererseits an der Grenze das Auftreten von mechanischen Problemen, weil die Platten nicht in der Lage sind, ein zu hohes Gewicht an Kesselsteinen zu tragen.

- Bei einer derartigen Anlage ist es praktisch unmöglich, ausgehend von der mittleren Reaktionszone die Räume zwischen den Platten gleichmäßig zu versorgen, insbesondere wenn die Anlage bei zeitlich veränderlichen Durchsätzen arbeiten soll, was die Leistung der

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Dekantierzone herabsetzt.

Die erfindungsgemäße Anlage zeichnet sich dadurch aus, daß keine der genannten Schwierigkeiten auftritt, obwohl es sich bei der erfindungsgemäßen Anlage ebenfalls um eine kombinierte Vorrichtung handelt, die eine Zone mit lamellenartiger Dekantierung aufweist. Darüberhinaus ist die Leistungsfähigkeit bei der erfindungsqemäßen Anlage verbessert, und zwar aufgrund einer hydraulischen Verteilung des aus der Reaktionszone austretenden Wassers über die qesamte Fläche der für die Dekantierung vorgesehenen Zone, so daß eine gleichmäßige Versorgung der Räume zwischen den Platten gewährleistet ist.

Bei einigen bekannten Anlagen erfolgt diese Verteilung dadurch, daß ein hydraulischer Druckverlust erzeugt wird, wenn das Wasser durch eine mehr oder weniger große Anzahl von die Dekantierzone versorgenden Öffnungen hindurchtritt. Mit einer derartigen Anordnung kann man jedoch nur eine gute Verteilung des Wassers erzielen, wenn man sich in der Nähe des Nominaldurchsatzes der Anlage bewegt. Tatsächlich ist es so, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers in die Dekantierzone ausreichend gering bleiben muß, um dort keine Turbulenzen zu erzeugen, welche die Dekantierung selbst stören könnten. Es ist daher beispielsweise kaum möglich, eine Eintrittsgeschwindigkeit von 1,4 m/s zu überschreiten, die im wesentlichen einem Druckverlust von 10 cm Wassersäule beim Durchtritt durch die Verteilungsöffnungen entspricht, wobei ein derartiger Wert eine geeignete gleichmäßige Verteilung ermöglicht. Wenn die Anlage infolge von Nutzungsanforderungen bei ihrem halben Nominaldurchsatz arbeiten muß, so wird der in quadratischer Abhängigkeit zur Fließgeschwindigkeit stehende Druckabfall nur unoefähr 2,5 cm Wassersäule betragen, wobei dieser Wert ganz deutlich nicht ausreicht, um die gewünschte gleichmäßige Verteilunq aufrechtzuerhalten.

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Die beim Aufbau der erfindunqsaemnßen Anlaqe verwendete hvdrnulischo Anordnung ermöalicht es, diesem schwerwieqcnden Nachteil entgegenzutreten, da die erfindunqsqennßc Anlaqe bei einem aroßcn Schwankunqsbereich des Durchsatzes an aufzubereitendem Wasser eine gute hydraulische Verteiluna des Wassers an seinem Eintritt in die Dekantierzone aewährleistet.

Wie nachstehend anhand von Ausführunqsbcisnie]cn noch näher erläutert werden soll, gev/ährleistet es die Anordnunq der erfindunqsgemäßen Anlaqe oder trägt zumindest dazu bei, daß die übergabe des bereits ausqefällten Schlammes von der Dekantierzone an die Reaktionszone erfolgt, wo er den Vorgang der Ausflockunq und/oder der Ausfällung von Mineralsalzen aus dem Wasser beschleuniqt.

Die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlaqe besteht aus einer kombinierten Vorrichtung mit mindestens zv/ei Zonen in demselben Gehäuse, wobei die eine Zone die Reaktionszone beisDielsweise zur Koagulation, Ausflockung und kristallinen Ausfälluna und die andere die Zone zur lamellenartigen Dekantierunq ist, und ist im wesentlichen dadurch qekennzeichnet, daß die beiden Zonen über die gesamte Breite der Anlage miteinander in Verbinduno stehen, daß die Reaktionszone, in die das zu behandelnde Wasser und die Behandlungsreagenzien eingeführt werden, in ihrem unteren Bereich eine Grube zur Schlammkonzentration zur Aufnahme des aus der Dekantierzone austretenden Schlammes und in ihrem oberen Bereich einen mittleren Schacht aufweist, der von zwei mit dem Schacht in Verbindung stehenden seitlichen Kammern umgeben ist, daß der mittlere Schacht mit einer hydraulischen Antriebseinrichtung versehen ist, der in einer Zone heftiger Turbulenzen eine vollständige Mischung von Wasser, Reagenzien und Schlamm erzeugt, die den beiden Seitenkammern und teilweise von diesen Kammern wiederum dem mittleren Schacht und teilweise an der Basis der Dekantierzone über deren gesamte Länge zugeführt wird, während der sich in der Dekantierzone absetzende

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konzentrierte Schlamm wieder der Verbinduncrsöffnung der beiden Zonen zuführbar ist, von wo ein Teil des Schlammes der von der hydraulischen Antriebseinrichtunq erzeuqten Turbulenzzone zuführbar ist, während der überschüssiae Schlamm von der in der Reaktionszone vorgesehenen Konzentrationsqrube periodisch abziehbar ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt die hydraulische, zum Beispiel schrauben- oder turbinenartige Antriebseinrichtunq eine derartige Leistung, daß der Durchsatz an aus dem mittleren Schacht austretender Wasser-Schlamm-Mischung drei- bis viermal größer als der Durchsatz an in die Vorrichtung eintretendem zu behandelndem Wasser ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung stehen die außerhalb des mittleren Schachtes der Reaktionszone mit der hydraulischen Antriebseinrichtung angeordneten Seitenkammer mit dieser Reaktionszone einerseits normalerweise in ihrem oberen Bereich und andererseits in ihrem unteren Bereich über einstellbare öffnungen in Verbindung, welche die Umwälzung eines Teiles der erhaltenen Wasser-Schlamm-Mischung ermöglichen; diese Seitenkammern stehen ebenfalls in ihrem unteren Bereich mit den an die Dekantierzone grenzenden Kanälen in Verbindung und münden über öffnunqen in die Dekantierzone, welche gleichmäßig über die cresamte Länge der Kanäle verteilt sind und einen vorgegebenen und homogenen Durchsatz der Wasser-Schlamm-Mischung beim Eintritt in die Dekantierzone ermöglichen. Dieser Durchsatz wird mit Ablenk- oder Prallblechen eingestellt, die über den öffnungen angeordnet sind, mit welchen die Zuführungskanäle für die Wasser-Schlamm-Mischung versehen sind.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der untere Teil der Dekantierzone aus einem Boden, der in Richtung der Reaktionszone leicht geneigt ist, damit die Umwälzung des sich absetzenden konzentrierten Schlammes erfolgen kann, ohne daß es abaesehen von besonders

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schwerem Schlamm, zum Beispiel Kalziumcarbonatschlamin, erforderlich ist, eine an sich bekannte Abkratzvorrichtung zu verwenden, die im unteren Bereich der Dekantierzone vorgesehen ist.

Aufgrund der verwendeten Anordnung bietet die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlaae folgende Höalichkeit:

- die Erzielung einer Ausflockung und/oder einer Ausfällung von Salzen, zum Beispiel von fletallsalzen, in einer sogenannten Reaktionszone, wo eine hohe Schlammkonzentration sowie eine ausreichende Bewegung aufrechterhalten wird, damit das eintretende Wasser sich out mit dem umgewälzten Schlamm mischt;

- die Erzielung einer beschleunigten Dekantieruno in einer Zone für sogenannte lamellenartige Dekantieruna, wo das Wasser während der Dekantierung durch ein Schlammbett hindurchzieht;

- die Aufrechterhaltung einer aleichmäßigen Verteilung des Wasserdurchsatzes über die gesamte Dekantierfläche bei einer großen Änderung des Durchsatzes von zu behandelndem Wasser;

- die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Schlammkonzentration im unteren Bereich der Dekantierzone;

- die Rückführung des ausgefällten und konzentrierten Schlammes aus der Dekantierzone in die Reaktionszone.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage;

Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindunasgemäßen Anlage im Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;

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Fig. 3 und 4 Querschnitte durch die erfindungsgemäße Anlage längs der Linie III-III bzw. IV-IV der Fig. 1;

Fig. 5 eine weitere Ausführunqsform der erfindungsgemäßen Anlage mit einer gemeinsamen Reaktionszone für zwei Dekantierzonen; und in

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage mit zwei Reaktionszonen und vier Dekantierzonen.

Die in Fig. 1 wiedergegebene Ausführungsform weist ein viereckiges oder rechteckiges Gehäuse auf, das in zwei Zonen mit im allgemeinen unterschiedlichen Volumina aufgeteilt ist, nämlich eine Zone 1 als Reaktionszone und eine Zone 2 als Dekantierzone.

Wie aus Fig. 2 erkennbar steht die Zone 1 in ihrem unteren Bereich mit der Zone 2 in Verbindung, und zwar über eine öffnung oder einen Einlaß 3, der die gleiche Breite wie die Anlage aufweist. Der untere Bereich der Reaktionszone 1 ist mit einer Grube 4 zur Schlammkonzentration versehen, die nach außen hin an eine oder mehrere Rohrleitungen 5 angeschlossen ist. Die Rohrleitung 6 für die Zuführuna von zu behandelndem Wasser in die Anlage durchsetzt die Grube 4 senkrecht, wobei ihre Mündung sich beispielsweise auf halber Tiefe der Grube befindet.

In der Dekantierzone 2 ist eine Reihe von in regelmäßigem Abstand vorgesehenen und beispielsweise unter einem Winkel von ungefähr 60° gegenüber der Horizontalen angeordneten Platten 20 oberhalb von öffnungen 16, deren Funktion im folgenden noch näher erläutert v/erden soll, angeordnet, welche auf diese Weise eine lamellenartige Dekantierzone bilden.

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Im oberen Bereich der Dekantierzone 2 und somit oberhalb der Platten 20 mündet eine Reihe von mit Öffnungen versehenen Rohren 21, die gleichmäßig in einer gleichen horizontalen Ebene über die gesamte Länge der Anlage verteilt sind, in':zwei Seitenrinnen 22 und 23.

Wie aus Fig. 3 erkennbar, ist eine hydraulische Antriebseinrichtung 7, beispielsweise von schraubenförmiger oder turbinenförmiaer Bauart, in einer geeigneten Höhe in der Reaktionszone 1 im Inneren eines Schachtes 8 angeordnet und begrenzt somit in dieser Reaktionszone 1 einen mittleren Dereich als Turbulenz zone 9, umrahmt von zwei Seitenkammern 10 und 11, welche normalerweise in ihrem oberen Bereich mit der mittleren Turbulenzzone in Verbindung stehen. In ihrem unteren Bereich stehen die beiden Seitenkammern ebenfalls mit der mittleren Turbulenzzone 9 in Verbinduna, und zwar über öffnungen 12, deren freie Öffnuna durch Masken oder Abdcckunaen einstellbar sind. Diese beiden Kammern 10 und 11 sind in ihrem unteren Rereich an zwei Kanäle 14 und 15 angeschlossen, die jeweils die Dekantierzone 2 begrenzen.

VJie aus Fig. 4 erkennbar, welche einen Schnitt der VJasseraufbereitungsanlage in der Dekantierzone längs der Linie IV-IV der ¹⁷Ig. 1 darstellt, stehen beide Kanäle 14 und 15 in ihrem unteren Rereich mit der Dekantierzone in Verbinduna, und zwar über eine Reihe von gleichmäßig über die gesamte Länge des T'anales verteilten und in den unteren Bereich der Dekantierzono 2 mündenden öffnunqen 1G. Jede dieser Öffnungen 16 ist in ihrem oberen Bereich mit einen 7\blenk- oder Prallblech 17 versehen.

Der Raum 18 zwischen den öffnungen 16 und dem Boden der Anlage bildet eine Zone zur Schlammkonzentration, die gegebenenfalls mit einer üblichen Abstreich- oder Abkratzvorrichtung 19, zum Beispiel einer Ausführungsform mit Kette versehen sein kann. Dieser Boden weist im allgemeinen eine leichte Schräge gegenüber der Reaktions-

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zone 1 auf.

Die oben beschriebene Anlage arbeitet folgendermaßen:

Das zu behandelnde Wasser wird der Reaktionszone 1 durch die Rohrleitung 6 zugeführt. Es erhält in vorgegebenem Maße entweder vor seinem Eintritt in die Reaktionszone 1 oder im Inneren dieser Zone selbst an Punkten, die in geeioneter Weise eine wirksame Mischunq gewahrleisten, die zur Reaktion erforderlichen chemischen Substanzen als Zuschläge. Bei seiner Aufwärtsbewequng in die Reaktionszone 1 durchläuft das Wasser eine von der Antriebseinrichtung 7 erzeugte Turbulenzzone 9 und wird auf diese Weise inniq mit den Reagenzien und dem Schlamm aus der Dekantierzone 2 vermischt. Tatsächlich ist es so, daß der Durchsatz der Antriebseinrichtung 7 größer als der Durchsatz des die Anlage versorqenden Wasserstromes ist, so daß der aus dem mittleren Schacht 8 der Reaktionszone 1 austretende Durchsatz der Mischung aus Wasser und Schlamm beispielsweise vier-mal so aroß wie der Durchsatz an zu behandelndem Wasser sein kann. Die aus dem oberen Bereich des Schachtes 8 austretende Mischung drinqt dann in die beiden Seitenkammern 10 und 11 ein, während ein Teil durch die öffnungen 12 in die mittlere Turbulenzzone 9 zurückkehrt, wobei die auf diese Weise geschaffene Umwälzung zu einer starken Turbulenz führt, welche einerseits die Mischung von Wasser, Reagenzien und Schlamm beaünstiqt und andererseits einem direkten Durchlauf des aus der Rohrleitung 6 austretenden Wassers in den Schacht 8 entgegenwirkt.

Die Regulierung des Ausmaßes der inneren Umwälzung erfolgt dadurch, daß die öffnungen 12 mehr oder weniger mit den Abdeckungen 13 ver sperrt werden.

Ein anderer Teil der Wasser-Schlamm-Mischung entsprechend dem Durchsatz an zu behandelndem Wasser wird zusammen nit einem Teil

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des gesamten umgewälzten Durchsatzes durch die mit öffnungen 16 versehenen Kanäle 14 und 15 an der Dasis der Dekantierzone 2 zuaeführt.

Die Antriebseinrichtung 7 ist vorzugsweise von einem stufenlosen regelbaren Getriebe angetrieben und in Umlauf versetzt. Her Gesamtwert des Durchsatzes bei der Umwälzuna kann auf diese Weise auf einen geeianeten Viert eingestellt werden, indem man auf die Umlaufgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung 7 einwirkt, während die Regulierung des Viertes der beiden Anteile dieses Durchsatzes durch die jeweiligen Stellungen der Abdeckunaen 13 erfolgt.

Die Mischuna aus Wasser und Schlamm dringt in die Dekantierzone über ihre gesamte Länge durch die öffnungen 16 ein, wobei die ihnen zugeordneten Prallbleche 17 ihre Verteilung über die gesamte 3reite des Beckens ermöglichen.

In dieser Zone fließt ein ebenso großer Durchsatz wie der zu behandelnde Durchsatz von unten nach oben zwischen den Platten 20 hindurch und wird im oberen Bereich des Beckens von gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilten und mit öffnungen versehenen Rohren 21 aufgenommen, welche in die seitlichen Rinnen 22 und 2 3 münden. Gemäß dem bekannten Prinzip der lamellenartigen Dekantierung tritt eine Phasentrennung zwischen den Platten 20 auf, wobei der Schlamm einen nach unten zum Boden des Beckens hin aerichteten Weg nimmt,während das geklärte Wasser im oberen Bereich aus den Platten austritt.

Der dekantierte Schlamm wird über den Umwälzungsdurchsatz in die Reaktionszone 1 zurückgeführt, wo ein Teil wieder in Suspension gebracht wird, und zwar unter der Wirkuna der durch die Antriebseinrichtung erzeugten Turbulenz, um auf diese Weise ihre Konzcntratioi

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auf einem zur Beschleunigung der Reaktion aeeiqneten Wert zu halten, während der überschüssige Schlamm sich sammelt und in der Grube 4 konzentriert, von wo er über die Rohrleitungen 5 periodisch nach außen abgezogen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibunq einer Ausführunasform der Wasseraufbereitungsanlaqe und der Erläuterung ihrer Wirkuncrsweise erqibt sich, daß es mit ihrer Verwendung möglich ist, in hohem Maße die erforderlichen Volumina zur Behandlunq von Wässern durch Ausflockung und/oder durch kristalline Ausfällung zu verringern.

Tatsächlich ist es zum Beispiel bei der Behandlung durch kristalline Ausfällung so, daß die Aufrechterhaltung einer hohen Schlammkonzentration in der Größenordnung von 10 bis 20 q/1 in einer turbulenten Reaktionszone zur Vermeidung jeolichen kurzen Kreises des Durchsatzes an zu behandelndem Wasser es ermöglicht, seine Aufenthaltsdauer in dieser Zone auf zv/ei bis drei Minuten zu reduzieren. Ferner kann man durch die Versorgung der Dekantierzone mit einem Wasser mit hoher Schlammkonzentration_/ im wesentlichen gleich derjenigen der Reaktionszone jeqliche Gefahr der Kesselsteinablaqerung vermeiden, soqar wenn die Ausfällunqsreaktion nicht in der Reaktionszone beendec ist. Aufgrund-dessen läßt sich eine gleichmäßige Verteilung des Wassers in der Dekantierzone durch die öffnungen gewährleisten, deren einheitlicher Durchsatz bei der gleichen Charge nicht der Gefahr ausaesetzt ist, daß er infolge der Kesselsteinablagerung modifiziert wird. Aus dem qleichen Grunde und bei der qleichen Art von Behandlung bzw. Aufbereitunq ist es ' möglich, eine beschleunigte lamellenartiqe Dekantierung zu gewährleisten, und zwar durch die Abwesenheit von Kesselsteinablagerungen auf den Platten, welche den einwandfreien Betrieb der Anlage sonst beeinträchtigen. Unter diesen Bedinqungen ist die mögliche Dekantiergeschwindigkeit um einen Faktor 3 oder 4 höher als die Geschwindiakeit, die bei einer bisher verwendeten Anlage zulässig ist.

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Wie bereits erwähnt, kann man aufarund der Anordnung der Versoraung der Dekantierzone des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles eine gute Verteilung über die aosamte Dekantiertlache bei starken Schwankungen des Nomihaldurchsatzes der Anlaae gewährleisten. So kann man beispielsweise die Antriebseinrichtuno 7 so einstellen, daß der hindurchgehende Durchsatz viermal so groß wie der Nominaldurchsatz der Anlage ist, während die Abdeckungen 13 so einstellbar sind, daß der innere Umwäl zuncrsdurchsatz ebenso groß v:ie der der Dekantierzone zugeführte Durchsatz. Arbeitet die Anlaae bei ihrem Nominaldurchsatz, so wird letzterer doppelt so groß wie der Nominaldurchsatz sein. Wird die Anlaae mit ihrem halben Nominaldurchsatz versorgt, so wird der in die Dekantierzone hinübercrehende Durchsatz immer noch eineinhalb so nroß wie der Viert dieses Nomina] durchsatzes sein. Wenn daher wie bei obigem P.eisr>ie] die nintrittsöffnunaen in die Dekantierzone für die Erzeugung eines Druckabfalles von 10 cm Viassersäule bei Nominaldurchsatz berechnet sind, so wird dieser Druckabfall immer noch bei 5,6 cm Wassersäule lieaen, wenn die Anlage mit halbem Durchsatz arbeitet, d.h. mehr als das Doppelte desjenigen Druckabfalles ausmachen, wie man ihn sonst unter den gleichen Bedingungen in den bisher bekannten Vorrichtungen erhält (2,5 cd), und er bleibt in diesem Falle ausreichend iroß, um eine gute Verteilung in einer Anlage zu gewährleisten, deren Dekantierzone 20 m Ausflußlänge erreichen kann. Außerdem wird der Wert der Geschwindigkeit des Wassers in den Verteilungskanälen bei Betrieb mit halben Durchsatz nicht durch zwei aeteilt, wie es bei den bokannten Vorrichtungen der Fall ist, sondern üedialich un 33% reduziert, was die Gefahr der Verstopfung dieser Kanäle durch die Bildung von Schlammablagerunaen begrenzt.

Ferner darf darauf hingewiesen v/erden, daß die Wasserau^bereitunasanlage gemäß den obigen Ausführunasbeisr>iel sich acaonüber bekannten Vorrichtungen besser für eine Modulbauweisc eignen, was ihre Konstruktion er]eichtet und in beträchtlichem Maße die Probleme verein-

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facht, welche eine Vergrößerung der zu verarbeitenden Menge bringt.

So zeigt beispielsweise Fig. 5 eine weitere Ausführungsform mit einer gemeinsamen Reaktionszone 1 für zwei Dekantierzonen 2. Bei einer Ausgangshypothese einer späteren Verdoppelung des Durchsatzes kann eine einzelne Dekantierzone im ersten Abschnitt gebaut werden; die Herstellung einer zweiten Dekantierzone ermöglicht es im zweiten Abschnitt, den Erfordernissen eines doppelten Durchsatzes gegenüber dem Anfangswert Genüge zu tun?

Die Anlage mit zwei Reaktionszonen 1 und vier Dekantierzonen 2, wie sie in Fig. 6 angedeutet ist, kann einen vierfachen Durchsatz gegenüber dem einer Elementarzelle aufnehmen.

Beispiel;

Es wurden Vergleichsversuche bei der Durchführung der Kohlenstoffentziehung mit Kalk bei Oberflächenwässern durchgeführt, und zwar einerseits mit einer erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage und andererseits mit einer bekannten Anlage mit Schlammumwälzung. Das zu behandelnde Wasser hatte hinsichtlich der Härte einen Gehalt an Kalzium- und Magnesiumbikarbonaten von 30°f (entsprechend 16,8°d) und enthielt 50 mg/1 Material in Suspension. Der Wasserdurchsatz in beiden Anlagen betrug 2600 m /Stunde.

Die beiden Anlagen hatten folgende Abmessungen:

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Fläche der Dekantierzone

	erf indungsaemäße Anlaoe mit den Abmes sungen 38,5mx5m	Anlaqe «renn R Stand der Technik mit 23,5m Durchmesser
Boden	192,5 m²	435 m²
Höhe	5,25 m	5 m
Ge samtvolumen	1000 m³	2150 m³
Volumen der
Reaktionszone	130 m³	130 m³

170 m

400 m'

Bei der erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage betruq die Dekantiergeschwindiakeit 15,2 m/Stunde, beim Stande der Technik betruq sie 6 m/Stunde.

Das am Ausgang der beiden Anlagen erhaltene behandelte VJasser hatte die gleichen Eigenschaften, nämlich einen TAC-Wert von 3-4° (entsprechend einem m-Wert von 15-20) und einen Gehalt an Bestandteilen im Suspensionszustand von 3-5 ma/1.

Aus der obigen Tabelle ergibt sich, daß bei gleicher Qualität des behandelten bzw. aufbereiteten Wassers die Dekantiergeschwindigkeit in einer erfindungsgemäßen Anlaqe doppelt so hoch wie bei einer Anlaqe nach dem Stande der Technik ist, während bei gleichem Volumen der Reaktionszone und einer wesentlichen größeren Fläche der Dekantierzone eine Dekantiereinrichtung nach dem Stande der Technik eine Bodenfläche bzw. ein Gesamtvolumen einnimmt, die hinsichtlich ihrer Vierte doppelt so groß wie die entsprechenden Werte bei der erfindungsgemäßen Anlage sind.

Man erkennt somit die Bedeutuna der erfindungsgemäßen Anlaoe aufgrund der sehr beträchtlichen Einsparungen auf den Gebieten des

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Ingenieurwesens und der Infrastruktur, die mit der oben beschriebenen Anlage erzielbar sind.

Ferner darf darauf hingewiesen werden, daß verglichen mit den bekannten Anlagen die Anordnung bei der erfindungsgemäßen Anlage es ermöglicht, unter optimalen zeitlichen Bedingungen die Reaktionen der Kristallisation und/oder der Ausflockung zu erzielen und durchzuführen, denen das zu behandelnde V/asser unterworfen wird.

Was die Einführung von Reagenzien in die Anlage anbetrifft, die, wie in den meisten Fällen und auch beim Ausführungsbeispiel, in die Reaktionszone eingebracht werden, so kann dies auch in gewissen Fällen in einer anderen Zone oder einem anderen Teil der Anlage erfolgen.

Weiterhin ist die Erfindung keinesfalls auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, insbesondere was die Dekantierung anbetrifft: diese kann nämlich beliebiger Art sein und es kann jedes geeignete Verfahren Verwendung finden, z.B. mit Schlammbett, pulsiert oder nicht, mit Schlammkontakt, lamellenartig oder nicht usw.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Wasseraufbereitungsanlage mit mindestens zwei Zonen in demselben Gehäuse, wobei die eine Zone die Reaktionszone zur Koagulation, Ausflockung, kristallinen Ausfällung oder dergleichen und die andere eine Zone zur lamellenartigen Dekantierung ist und bei der die beiden Zonen über die gesamte Breite der Anlage miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone, in die das zu behandelnde Wasser und die Behandlungsreagenzien eingeführt werden, in einem Bereich an den aus der Dekantierzone kommenden Schlamm angeschlossen ist und in ihrem oberen Bereich einen mittleren Schacht aufweist, der von zwei mit dem Schacht in Verbindung stehenden Seitenkammern umgeben ist; daß der mittlere Schacht mit einer hydraulischen Antriebseinrichtung versehen ist, der in einer Zone heftiger Turbulenzen eine vollständige Mischung von Wasser, Reagenzien und Schlamm erzeugt, die den beiden Seitenkammern und teilweise von diesen Kammern wiederum dem mittleren Schacht und teilweise an der Basis der Dekantierzone für lamellenartige Dekantierung über deren gesamte Länge zugeführt wird, während der sich in der Dekantierzone zur lamellenartigen Dekantierung absetzende konzentrierte Schlamm wieder der Verbindungsöffnung der beiden Zonen zuführbar ist, von wo ein Teil des Schlammes der von der hydraulischen Antriebseinrichtung erzeugten Turbulenzzone zuführbar ist, während der überschüssige Schlamm von einer im unteren Teil der Reaktionszone vorgesehenen Konzentrationsgrube periodisch abziehbar ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische, beispielsweise schrauben- oder tur-

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ORIGINAL INSPECTED

binenartige Antriebseinrichtung eine derartige Leistung aufweist, daß der Durchsatz von erhaltener und aus dem mittleren Schacht austretender Wasser-Schlamm-Mischung drei bis viermal größer als der Durchsatz an zu behandelndem und in die Anlage eintretendem Wasser ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die außerhalb des mittleren Schachtes angeordneten Seitenkammern mit der Reaktionszone in ihrem unteren Bereich über einstellbare öffnungen in Verbindung stehen, mit denen die Umwälzung eines Teiles der erhaltenen Wasser-Schlamm-Mischung erzielbar ist.

4.Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des mittleren Schachtes angeordneten Seitenkammern in ihrem unteren Bereich mit den an die Dekantierzone grenzenden Kanälen in Verbindung stehen.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle für die Zuführung der Schlamm-Wasser-Mischung in die Dekantierzone mit gleichmäßig über die Länge der Kanäle verteilten öffnungen und mit Ablenkungen versehen sind, mit denen eine Einstellung des Durchsatzes und dessen gleichmäßige Verteilung unabhängig von Schwankungen im Durchsatz des in die Anlage eintretenden zu behandelnden Wassers erzielbar ist.

6. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekantierzone mit einer Abkratzvorrichtung zum Abkratzen des Schlammes vom Boden versehen ist.

7. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame

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•5.

Reaktionszone für zwei Dekantierzonen vorgesehen ist.

8. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für vier Dekantierzonen zwei gemeinsame Reaktionszonen vorgesehen sind.

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