DE3116875A1

DE3116875A1 - Feststoffseparator zum einsatz fuer abwasseranlagen

Info

Publication number: DE3116875A1
Application number: DE19813116875
Authority: DE
Inventors: Willy 8160 Miesbach Palmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-04-28
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1982-11-11
Also published as: EP0077357A1; JPS5836693A; WO1982003851A1

Description

Feststoffseparator zum Einsatz für
Abwasseranlagen Titel: Feststoffseparator zum Einsatz für Abwasseranlagen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Feststoffseparator zum Ausscheiden von kleinen Fest- und/oder Schwebestoffen aus, vorzugsweise in einer geschlossenen Filteranlage zu reinigendem Abwasser.
Die vollständige und rasche Reinigung von Abwässer gewinnt mehr und mehr an Bedeutung, da industrielles Abwasser nicht mehr ohne weiteres in natürliche Gemit wässer eingeleitet werden kann, da hierdurch/irreparable Schäden im gesamten Wasserhaushalt gerechnet werden muß.
Es sind, insbesondere auch unter Berücksichtigung der verschiedenen Schmutzbelastungen von industriellen Abwässern die verschiedensten Vorschläge zum Abbau des Schmutzes in den Abwässern gemacht worden, wobei insbesondere auch giftige und nur schwer aufspaltbare organische Stoffe abgebaut werden müssen.
U.a. ist durch den Anmelder dieser Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Abwässern bekannt geworden (DE-OS 27 39 690), bei welchem in einem geschlossenen Filtersystem mit einer Mehrzahl von Kopplungsreaktoren zur Kopplung des Abwassers mit fein verteilter Luft bzw. Abluft sowie Abbaureaktoren mit verschiedensten Filtermaterialien nach einer gewissen Vorbehandlung (Vorneutralisation) hohe Abbauwerte selbst bei höchster Schmutzbelastung erzielt worden sind. Das Verfahren beruht dabei auf einer Kombination von chemischen bzw. physikalischchemischen Reaktionen (Neutralisation, katalytische Oxidation, Adsorbtion ...) ggf. unter Verbindung mit en#ymatisch-katalytischen Stoffwechselreaktionen.
Eine derartige Anlage arbeitet, wie praktische Versuche gezeigt haben, dann absolut einwandfrei, wenn das zugeführte zu reinigende Wasser mechanisch von allen Fest- und Schwebestoffen einwandfrei gereinigt ist, da dann und nur dann der gewünschte Durchsatz des zu reinigenden Wassers durch das geschlossene Filtersystem ohne Störung und ohne Beeinflussung der einzelnen Filtermaterialien möglich ist.
Für viele Anwendungsfälle beispielsweise auch in der Textilindustrie bedeutet dies aber, daß das zuzuführende Abwasser vorweg einer mechanischen Reinigung unterzogen wird, die selbst kleinste Schwebeteile, wie Faserreste usw. sicher ausscheidet.
Zu diesem Zweck sind an sich Separatoren bekannt geworden, doch hat sich kein Separator gefunden, welcher den hohen Anforderungen in einer für den kontinuier- lichen Durchsatz von grösseren Abwassermengen notwendigen Sicherheit und Restbelastung hätte eingesetzt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Feststoffseparator anzugeben, mit welchem aus einem zu reinigenden Abwasser, beispielsweise auch aus einer Färberei oder dgl.,alle Fest- und Schwebstoffe einwandfrei ausgefiltert werden können, wobei der Separator bei geringstem Energieaufwand keinerlei rotierenden Teile aufweisen soll und das Verhältnis zwischen Betriebszeit und zur Selbstreinigung notwendigen Ausfallzeit so geeignet sein soll, daß ein kontinuierlicher Abwasserreinigungsbetrieb mit einem und nur einem Separator garantiert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einem Separator mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei dem Feststoffseparator zum Ausscheiden von kleinen Fest- und/oder Schwebestoffen gemäß der Erfindung ist also eine Anordnung aus zumindest zwei zylindrischen Filtern vorgesehen, wobei mit Rücksicht auf den nachfolgenden Abwasserreinigungsvorgang und zur zusätzlichen Filterung des Zwischenraums zwischen mindestens zwei der konzentrischen Filter mit einem körnigen Material gefüllt ist. Dieses in seiner Korngrösse gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens der öffnungen in den zylind- rischen Filtern angepaßte körnige Material dient zur zusätzlichen mechanischen Reinigung, Neutralisation, katalytischen Oxidation und/oder auch biochemischen Reinigung. Dabei wird gemäß dem Vorschlag nach der Erfindung das noch mit Fest- oder Schwebestoffen belastete Abwasser dem äußersten Ringraum zwischen Gehäuse und zylindrischen Filter zugeführt, während das von diesen Stoffen entlastete und zur weiteren Reinigung dem nachgeschalteten Filtersystem zuzuführende Abwasser aus dem inneren Ringraum des innersten Filters der gesamten Filteranordnung entnommen wird.
Die zusätzliche Wirkung der in den Innenraum zwischen den konzentrischen zylindrischen Filtern anzubringenden Materialien ist darauf zurückzuführen, daß ein Feststoffseparator mit den Merkmalen nach der Erfindung, der in eine Anlage, wie oben beschrieben, eingesetzt wird, das Abwasserbeweils schon stark mit Luft oder Abluft aus einer späteren Stufe des Systems durchsetzt ist, so daß auch beim AusscheMevorgang in dem Separator selbst die vorgenannten Reaktionen ablaufen.
Bei dem Feststoffseparator nach der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, die Querschnitte der Filteröffnungen zumindest im äussersten zylindrischen Filter von unten nach oben unterschiedlich zu machen, wobei die untersten Öffnungen den geringsten Querschnitt aufweisen, während die aufweisen obersten einen Querschnitt/, der etwa das i bis 10fach der Querschnitt im untersten Bereich ausmachen können.
Für die Zwecke des Ausscheidens- von Faserresten wurden hierbei die besten Ergebnisse mit Filteröffnungen im untersten Bereich von 0,2mm bis zu 1,5mm am oberen Rand erreicht. Dabei, und darauf sei an dieser Stelle hingewiesen, hängt die Abstufung der öffnungen selbstverständlich in gewissem Umfang von der tatsächlichen Grösse der auszuscheidenden Fest- bzw.
Schwebestoffe ab.
Um eine Superfiltration zu erreichen, wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung vorgeschlagen, die öffnungen des innersten zylindrischen Filters etwa im unteren Drittel mit einem Fasergewebe, zum Beispiel Flortex oder dgl. abzudecken, so daß in diesem Bereich eine besonders hochwertige Reinigung erzielbar ist.
Weitere Einzelheiten eines Feststoffseparators, wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung aufgebaut sowie werden kann/ einige Dimensionierungsangaben werden im folgenden anhand der anliegenden Zeichnungen erläutert.
Dabei ist in der Fig. 1 ein Separator im Aufriss in Schnittdarstellung schematisch und in Fig. 2 ein Querschnitt durch einen entsprechenden Separator gemäß der Linie II-II in Fig. 1 wiedergegeben.
In den Zeichnungen ist mit 1 die Aussenwand des zylindrischen Gehäuses bezeichnet, in welchem der Separator mit den Merkmalen nach der Erfindung untergebracht ist. Das von Fest- bzw. Schwebestoffen zu reinigende Abwasser wird über die Zuführleitung 2 etwa in Höhe eines Drittels der Gesamthöhe in das Gehäuse eingeführt. Das von den Feststoffen befreite Abwasser kann an der Unterseite über die Rohrleitung 3 zur weiteren Reinigung geleitet werden.
Erfindungsgemäß sind im Inneren zwei konzentrisch zueinander angeordnete zylindrische Filter 4 und 5 vorgesehen, wobei das Filter- oder Zylindersieb einen Ringraum zum Gehäuse 1 offen läßt, wie aus Fig. 2 anschaulich zu ersehen. Das zweite Filter bzw. Sieb 5 liegt konzentrisch innen, wobei der lichte Raum gerade so gewählt ist, daß die für ein Rückspülen, d.h. Reinigen der Filter notwendigen Teile untergebracht werden können. Aus dem Innenraum des inneren Filters 5 wird dann, wie gezeigt, das über das Filtersystem geführte Abwasser nach unten abgeleitet.
Der Filter 4 hat öffnungen, deren Querschnitt im unteren Bereich sehr viel kleiner sind als oben.
Das - bei dem gewählten Maßstab nicht erkennbare -Verhältnis der Querschnittsöffnungen umfaßt dabei etwa den Faktor 5. So wurde beispielsweise für eine Anlage zum Reinigen von mit Fasern belastetem Abwasser eine Lochgrösse gewählt, die im unteren Bereich 0,2mm und im oberen Bereich 1,5mm beträgt. Für eine Superfiltration ist dabei im unteren Drittel um das innere zylindrische Filter 5 ein nur durch eine gestrichelte Linie angedeuteter Faserflor 51 vorgesehen, der die in diesem Bereich vorhandenen Filteröffnungen mit einem Querschnitt von beispielsweise ebenfalls 0,2 mm abdeckt und somit nur absolut unbelastetes Wasser hindurch läßt.
Gemäß dem Vorschlag nach der Erfindung ist in dem Ringraum zwischen den beiden konzentrischen zylindrischen Filtern 4 und 5 ein körniges Material eingebracht und zwar im dargestellten Ausführungsfall sind insgesamt drei verschiedene Materialien A, B und C eingeführt und ggf. durch Zwischenschichten von einander getrennt. In einem konkreten Ausführungsbeispiel wurde hierbei als Material A ein Blauer Kalkstein mit einer Korngrösse von etwa 2 mm,darüber Hochofenschlacke ebenfalls mit einer Korngrösse von 2mm und eines darüber Hydrakohle/mit Korngrösse von 3mm eingefügt.
Da sich die Filteröffnungen bei dem gewünschten extrem hohen Reinigungsgrad nach einer gewissen Betriebszeit verschließen, ist ein Rückspülsystem für die gesamte Filteranordnung vorgesehen. Dieses Rückspülsystem besteht zunächst aus einem Düsenstab 6 im Inneren des inneren zylindrischen Filters 5, dessen Düsen nach allen Seiten gerichtet sind, über das heisses oder kaltes Rückspülwasser oder auch Heißdampf gegen die Filteröffnungen von innen gerichtet werden kann.
Weiter-sind im Ringraum zwischen den beiden zylindrischen Filtern 4 und 5 ingesamt 6 halbkreisförmige Düsenstäbe, von denen lediglich die Stäbe 7, 8, 9 und 10 dargestellt sind, vorgesehen ~mit gegen das äussere zylindrische Filter gerichteten Düsen.
Alle Düsen, bzw. deren Zuführleitungen werden gemeinsam über ein an der Oberseite des Gehäuses 1 vorgesehenes Leitungssystem gemeinsam an die Quelle für das Rückspülwasser bzw. /Rückspüldampf geführt.
Um die im äusseren Ringraum zwischen dem Gehäuse 1 und dem äusseren Filter 4 beim Rückspülen herabfallenden Fest- oder Schwebestoffe abführen zu können, sind an der untersten Seite des Gehäuses Ausflußöffnungen 13 vorgesehen. Die Musführleitungen 12 an der Unterseite unmittelbar ausserhalb des inneren Filters 5 dienen dazu, die von vom inneren Filter herabkommenden Fremdstoffe, und insbesondere auch die von dem Flor 51 weggespülten Stoffe nach unten in ein nicht dargestelltes Leitungssystem oder Sammelbecken abzuleiten. Hierzu sind die Auslaufstutzen 12 und 13 mit nur schematisch angedeuteten Abschlußschiebern 14 versehen.
Während des Rückspülvorganges wird die Ausflußleitung 3 für das von Fremdstoffen befreite Abwasser abgeschlossen.
Die Leitungssysteme sind, wie durch die Gehäuse 15 und 16 angedeutet, jeweils verkleidet.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand eines stark schematisierten Ausführungsbeispiels in den wesentlichen Konstruktionsmerkmalen erläutert. Für den auf dem Fachgebiet tätigen Fachmann ist es ohne weiteres ersichtlich, daß eine Reihe von Abwandlungen und Variationen möglich sind. Insbesondere können selbstverständlich auch mehr als zwei Siebe konzentrisch angeordnet werden, wobei es sich für konkrete Belastungsarten auch empfehlen kann, dem äußersten zylindrischen Filter einen Überlauf zuzuordnen, um das Entstehen eines Überdruckes in dem äussersten Ringraum beim zu schnellen Verstopfen der Filteröffnungen zu vermeiden.
Bei bestimmten Abwasserarten kann sich dann auch empfehlen, die verschiedenen Materialien im Ringraum zwischen den Filtern ebenfalls konzentrisch über die ganze Höhe zu verteilen, um das im unteren Bereich extrem fein gefilterte Abwasser ebenso dem Material C wie auch dem Material A und B auszusetzen, während bei der beschriebenen Ausführungsform die Schichten übereinander angeordnet sind, was konstruktiv besonders einfach zu realisieren ist und für die Praxis die gewünschte Vorbehandlung trotzdem garantiert, da das zu reinigende Wasser im Inneren zwischen den beiden Filtern sich aufgrund der Entfernung der einzelnen Filter nicht nur waagrecht sondern auch senkrecht bewegt.
Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in der Darstellung auch Schaltverbindungen zwischen Abschlußschieber 14 einerseits, einem Schieber in der Abflußleitung 3, die Steuerung in der Zuführung für das Rückspülwasser 11 und auch ein Rückschlagventil inder Zuführleitung 2 weggelassen worden. Diese Maßnahmen sind für den Anwender ohne erfinderisches Dazutun unmittelbar realisierbar.
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Claims

Titel: Feststoffseparator zum Einsatz für Abwasseranlagen PATENTANSPRUCHE 1. Feststoffseparator zum Ausscheiden von kleinen Fest- und/oder Schwebestoffen aus, vorzugsweise in einer geschlossenen Filteranlage,zu reinigendem Abwasser, gekennzeichnet durch eine in einem kreisförmigen Gehäuse (1) eingesetzte Anordnung von mindestens zwei vertikalen, konzentrisch zueinander angeordneten zylindrischen Filtern (4, 5) mit auf dem gesamten Umfang angebrachten Sieböffnungen, wobei der Raum zwischen zwei konzentrischen Filtern (4, 5) mit einem körnigen Material (A, B, C,) zur zusätzlichen mechanischen Reinigung, Neutralisation, katalytischen Oxidation und/oder biochemischen Reinigung zumindest über einen wesentlichen Teil der Filterhöhe angefüllt ist, mit einer Abwasserzuführleitung (2) zum Ringraum (1, 4) ausserhalb des äussersten zylindrischen Filters(4) und mit einer Abwasserabführleitung (3) aus dem Innenraum des innersten zylindrischen Filters (5).
2. Feststoffseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteröffnungen zumindest im Äusseren der zylindrischen Filter (4) einen von unten nach oben ggf. stufenweise zunehmenden Querschnitt mit einer 5-bis 10fachen Zunahme des Querschnittes aufweisen.
3. Feststoffseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich, beispielsweise das untere Drittel des innersten zylindrischen Filters (5) mit einem Fasergewebe (51), z.B.

Flortex, mit feiner Struktur umgeben ist.
4. Feststoffseparator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Filtern schichtweise mit unterschiedlichen Stoffen (A, B, C) in einer dem Querschnitt der jeweils benachbarten Filteröffnungen angepaßten Korngrösse (doppelte bis Sfache Korngrösse in Bezug auf den Querschnitt der Filteröffnungen) angefüllt ist.
5. Feststoffseparator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen den Filtern als unterste Schicht (A) Blauer Kalkstein bis zu einem Drittel der Gesamthöhe des Ge- häuses in einer Korngrösse von etwa 1 bis 2mm, darüber als zweite Schicht eine Schicht aus Hochofenschlacke ebenfalls mit einer Korngrösse von 1 bis 2mm und als oberste Schicht eine Schicht aus Hydrakohle mit einer Korngrösse von etwa 3mm vorgesehen sind.
6. Feststoffseparator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwasserzuführleitung (2) seitlich am Gehäuse (1) in Höhe etwa eines Drittels der Gesamthöhe des Gehäuses angebracht ist.
7. Feststoffseparator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Rückspüldüsensystem mit Austrittsdüsen innerhalb jedes zylindrischen Filters, wobei am Gehäuseboden verschließbare (14) Austrittsöffnungen (12, 13) zur Entnahme der sich an der Filterwand abgesetzten Stoffe vorgesehen sind.
8. Feststoffseparator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch im innersten Filter (5) ein ringdüsenartig ausgebildeter Düsenstab (6) angeordnet ist.
9. Feststoffseparator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringraum zwischen zwei zylindrischen Filtern (4, 5) einseitig wirkende Rückspüldüsenstäbe (7, 8, 9, 10) mit nach aussen gegen das äussere zyindrische Filter gerichteten Düsen vorgesehen sind.
10. Feststoffseparator nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenstäbe(6, 7,8, 9, 10) zur gemeinsamen Zuführung von heißem oder kaltem Rückspülwasser oder -dampf an der Oberseite des Gehäuses über ein Rohrsystem miteinander verbunden sind.