DE69701121T2 - Lamellenabscheider zur Behandlung beladener Flüssigkeit - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Lamellenabscheider für das Behandeln einer belasteten Flüssigkeit, bestehend aus
• - einer Wanne mit einem Einlass für die belastete Flüssigkeit und einem Auslass für die geklärte Flüssigkeit, ausgerüstet mit einer Klärstrecke, wobei
• - diese Klärstrecke aus einer Ansammlung von Platten, die zumindest in ihrer Arbeitslage parallel zueinander angeordnet sind, gebildet wird, zwischen denen die zu klärende Flüssigkeit zirkuliert, wobei
• - diese Platten zwischen einer aktiven Klärlage, die schräg bezüglich der senkrechten ist, und einer im wesentlichen senkrechten Lage für ihre Säuberung kippen können, und
• - einer Steuereinrichtung, welche die Platten aus ihrer Arbeitslage in ihre Säuberungslage kippen lässt oder umgekehrt.
• Im allgemeinen ist eines der gebräuchlichen Prinzipien zum Behandeln von mit verunreinigten Materialien (einfacher- und üblicherweise "Partikel" genannt) belasteten Flüssigkeiten, das der gravimetrischen Trennung. Die Partikel setzen sich in der Flüssigkeit unter dem Einfluss ihrer zu der des Wassers unterschiedlichen Dichte in der Flüssigkeit ab.
• In sehr schematischer Weise ist der Wirkungsgrad eines Abscheiders proportional zu der von seinen Platten ausgeformten Oberfläche.
• Theoretisch hätte man somit Interesse, die Höhe des Klärbassins oder der Klärwanne in Scheiben aufzuteilen, begrenzt durch horizontale Platten, auf denen sich die Partikel absetzen. Das würde die Klärfläche des Abscheiders vervielfachen. Jedoch, eine solche theoretische Lösung ist nicht möglich, denn die Platten müssen auch gereinigt werden, deshalb ist man in der Praxis zu einem Kompromiss gelangt, um einen Klärweg zu schaffen mit einer Ansammlung von gekippten und parallelen Platten, derart, dass Durchlässe gebildet werden, zwischen denen die zu klärende Flüssigkeit zirkuliert.
• Die Platten in Kipplage haben einen Wirkungsgrad, der der geometrischen vertikalen Projektion der Platten auf die Wanne entspricht.
• Man erreicht, selbst in gekippter Lage, so die aktive Oberfläche des Abscheiders bezüglich der Oberfläche des Abscheiders auf dem Boden zu vervielfachen.
• Die Zirkulation der zu klärenden Flüssigkeit setzt sich von Basis der Lamellenanordnung fort, um zwischen den Lamellen aufzusteigen und oben darüber auszutreten. Diese Zirkulation ist der Ablagerungsrichtung der Partikel mit einer Dichte grösser als 1 entgegengesetzt.
• Ein Teil der auf den Platten abgelagerten Teilchen gleitet längs der Platten ab und fällt auf den Boden der Wanne. Dennoch müssen die Platten von Zeit zu Zeit gereinigt werden, und dafür versetzt man sie in eine praktisch senkrechte Lage. Die Ablagerungen auf den Platten gleiten dann längs der Platten ab und fallen auf den Boden der Wanne.
• Die Anordnung der gekippten Platten ist eine Kompromissstellung zwischen der Effizienz des Klärens und der Möglichkeit oder der Effizienz der Säuberung.
• Die bekannten Abscheider (siehe US-A-4,314,303) besitzen als Steuerelement für das Kippen eine handbetriebene oder eine durch einen Motor betriebene Winde.
• Ein solcher Abscheider hat den Nachteil, dann einen menschlichen Eingriff zu benötigen, wenn man die Platten reinigen will. Nun, ein Abscheider funktioniert nicht immer regelmässig. Das erfordert auch unregelmässige Eingriffe, um die Platten in Reinigungslage zu versetzen. Diese können sich mit trockenem Schmutz verkrusten, was eine spätere Reinigung sehr erschwert.
• Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Effizienz eines Lamellenabscheiders zu verbessern, indem seine Reinigung perfektioniert und diese, jedes Mal, wenn der Abscheider leer ist, automatisch gewährleistet wird, und desweiteren die Beseitigung des am Boden abgelagerten Schmutzes zu erleichtern.
• Zu diesem Zweck beinhaltet die Erfindung einen Abscheider der oben beschriebenen Art, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung für das Kippen eine Steuereinrichtung durch Aufschwimmen ist, die durch das Steigen und Fallen des Flüssigkeitsspiegels in der Wanne in Tätigkeit versetzt wird.
• Der Übergang der Platten in Gebrauchslage geschieht automatisch, sobald das Wasser in dem Abscheider steigt. Umgekehrt, während des Verlaufs der Leerung der Wanne, fällt das Wasser in der Wanne, so dass die Platten allmählich absinken, um in eine vertikale Position zu gelangen.
• In dieser Position gleiten die abgeschiedenen Materialien entlang der Platten, um auf den Boden der Wanne zu fallen.
• Das erlaubt, wenn die Einrichtung mit einer Reinigungsvorrichtung für den Wannenboden kombiniert ist, hergestellt beispielsweise durch eine Spülklappe, die eine Spülwelle freisetzt, den Wannenboden von den von der Abscheidung stammenden Ablagerungen zu reinigen.
• Entsprechend anderer besonders vorteilhaften Eigenschaften:
• - ist das Aufschwimmelement aus Platten zusammengestellt, wobei diese selbst eine geringere Dichte als die der zu behandelnden Flüssigkeit haben,
• - ist das Aufschwimmelement aus Schwimmern gebildet, die zumindest einige der Platten ausrüsten,
• - sind die Schwimmer an der Plattenansammlung befestigt,
• - weist der Abscheider im übrigen eine Reinigungseinrichtung auf, die am Boden der Klärstrecke der Klärwanne angeordnet ist,
• - weist der Abscheider einen regulierbaren Anschlag auf, an den die Plattenansammlung anschlägt, der dadurch die Neigung für die Gebrauchslage zur Klärung festlegt,
• - sind die Platten aus synthetischem Material oder aus jedem anderen Material mit einer Dichte kleiner als 1.
• Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von denen
• Fig. 1 eine Ansicht eines schematischen Schnittbildes eines erfindungsgemässen Abscheiders, sowie seiner verschiedenen Zubehörteile ist,
• Fig. 2 den Abscheider der Fig. 1 in der Befüllungsphase zeigt,
• Fig. 3 den Abscheider in Gebrauchslage zeigt,
• Fig. 4 den Abscheider in der Reinigungslage der Platten zeigt,
• Fig. 5 den Abscheider in der Reinigungslage des Wannenbodens zeigt,
• Fig. 6 ein Ansammlung von Platten in schematischer perspektivischer Ansicht entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
• Fig. 7 eine zweite Ausführungsart der erfindungsgemässen Platten zeigt,
• Fig. 8 eine dritte Ausführungsart der erfindungsgemässen Platten zeigt.
• Gemäss Fig. 1 trifft die Erfindung einen Lamellenabscheider für das Klären von mit festen aufgeschwemmten Stoffen belastete Flüssigkeiten durch gravimetrische Trennung. Im allgemeinen sind die mit Teilen belasteten Flüssigkeiten Regenwasser.
• Der Abscheider besteht aus einem Bassin oder einer Wanne 1 mit einem Einlass 2 für belastete Flüssigkeiten und einem Auslass 3 für geklärte Flüssigkeiten. Im Einlass gibt es beispielsweise eine nicht dargestellte Kammer für die Regulierung des Durchsatzes. Die Flüssigkeit erreicht anschliessend eine Entsandungskammer 4, deren Boden zum Sammeln der schweren Teilchen, wie Sand oder entsprechende Teilchen, dient.
• Nahe dem Boden der Entsandungkammer 4 gibt es für die Flüssigkeit einen Auslass 6. Dieser Auslass 6 mündet in den unteren Bereich der Klärstrecke 7. Die Strecke ist mit einer Klärstrasse versehen, die durch eine Lamellenanordnung gebildet ist, welche Träger 81 aufweist, an denen Platten 82 hängen, parallel zueinander beabstandet durch verstellbare Abstandhalter 83.
• Diese Platten 82 können in eine im wesentlichen senkrechte Lage, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, und in eine schräge Lage, wie in den Fig. 2, 3, kippen.
• Die Klärstrecke 7 ist am Auslass mit einem verstellbaren Anschlag 9 versehen, der die maximale Neigung der Platten 82 der Lamellenansammlung 8 begrenzt. Dieser Anschlag 9 bildet gleichzeitig ein relatives Dichtelement, das, wenn die letzte Platte 82n gegen ihn gedrückt wird, die Klärstrecke 7 in einen oberen Bereich 72 und in einen unteren Bereich 71 der Klärstrecke, die durch die Lamellenansammlung 8 gebildet wird, trennt.
• Die Flüssigkeit wird somit gezwungen, durch die parallel stehenden Platten zu fliessen und zwischen diesen aufzusteigen, während sich die Teilchen auf den Platten absetzen.
• Dann steigt die Flüssigkeit über den oberen Rand der Platten 82, um in den Auslassbereich 10, unterhalb des Bereiches 72, zu gelangen. Dieser Auslassbereich 10 ist mit einem Überlauf und einer Ablaufrinne 11 für die geklärten Wasser ausgestattet; diese kommen direkt dort an, wenn der Abscheider gefüllt ist, bis das Niveau dieser Rinne unter dem Niveau der Rinne des Einlasses 2 liegt. Eine Pumpe 12 entleert den Rest der geklärten Wasser am Ende einer Klärphase aus einem Flüssigkeitsbereich unter dem Niveau der Rinne 11, aber oberhalb einer gewissen Höhe 13 bezüglich des Bereichsgrundes, um nicht zu riskieren, dass Schmutz in den Auslass der geklärten Wasser gezogen wird.
• Es ist ebenfalls eine Pumpe 14 für das Absaugen der belasteten und der Spülwasser vorgesehen. Diese Pumpe entleert diese Wasser über einen separaten Auslass.
• Gemäss der Erfindung ist der Boden 73 der Klärstrecke 7 mit einem Spülelement versehen, das ggfs. aus einem Rückhaltebecken 15 bestehen kann, welches sich gleichzeitig wie die Klärstrecke füllt. Diese Rückhaltebecken 15 erstreckt sich praktisch über die ganze Breite des Bodens 73 der Klärstrecke 7; am Auslass ist es mit einer Rückhalteklappe 151 versehen. Diese Klappe 151 ist am Ende einer Klärphase offen, wenn das Wasser der Klärstrecke 7 entleert ist und wenn die Schmutzteilchen und die Ablagerungen heruntergefallen oder von den Platten 82 auf den Boden 73 abgeglitten sind; sie setzt einen Spülschwall frei, der den Boden 73 von seinem Schmutz säubert, indem er ihn in das Schmutzfach 101 am Boden des Auslassbereiches 10 spült.
• Erfindungsgemäss wird die Bewegung der Platten 82 des Lamellenaufbaus 8 zwischen der Säuberungslage, bei der sie genau senkrecht angeordnet sind, und der Aktivlage oder der geneigten Lage hauptsächlich durch ein Aufschwimmelement gesteuert, das durch das Steigen und Fallen des Flüssigkeitsspiegels in der Wanne oder in der Klärstrecke 7 in Betrieb gesetzt wird. Dieses Steuerungselement für das Kippen durch Aufschwemmung kann auf verschiedene Arten ausgeführt werden, von denen drei besondere Ausführungsarten schematisch in den Fig. 6, 7, 8 dargestellt sind.
• Gemäss einer ersten Ausführungsweise (Fig. 6) sind die Klärplatten 82A Platten mit einer geringeren Dichte als 1, die eventuell aus Polyvinylchlorid sein können und möglicherweise mit einem steifen Träger 821 versehen sowie in paralleler Lager zueinander, beabstandet durch verstellbare Abstandhalter 822 jeweils zwischen den Platten nahe an deren unterem Ende liegend, angeordnet sind.
• Die Platten 82A sind selbst durch die Trägerschiene 81 gehalten, die beispielsweise ein (Inoxkabel) Kabel aus rostfreiem Stahl ist, aufgehängt im Abschnitt 7, an dem die Platten 82A mittels Ösen 823, welche an ihren oberen Ecken vorgesehen sind, befestigt sind.
• Das Aufschwimmelement wird aus der Plattenansammlung 82A und deren Verstärkung 821 gebildet, dessen Gesamtdichte geringer als die der zu klärenden Flüssigkeit ist.
• Die Platten 82A sind also durch die Flüssigkeit einer senkrechten Kraft unterworfen, die sie in eine schräge Position drehen und kippen lässt. Die Platten lehnen sich aufeinander, wobei sie, Dank der nicht dargestellten einstellbaren Abstandshalter, parallel bleiben.
• Die letzte Platte stützt sich gegen den einstellbaren Anschlag 9, der die Neigung der Platten in der aktiven Klärlage bestimmt.
• Umgekehrt, wenn der Flüssigkeitsspiegel sinkt, sinken die Platten und bringen sich in ihre vertikale Lage.
• Die zweite Ausführungsart des Steuerelemtes für das Kippen durch Aufschwemmung gemäss Fig. 7 besteht aus Schwimmern 825, die den Platten 82B zugeordnet sind, beispielsweise längs der Plattenseiten.
• Diese Platten können ebenfalls mit Verstärkungs- oder Versteifungselementen 821 versehen sein.
• Die Schwimmer 825 werden gewählt, damit die Platten 82B, die mit ihnen versehen sind, in der zu klärenden Flüssigkeit schwimmen.
• Im übrigen sind die Platten 82B ebenfalls an den Trägern 81 festgelegt, die wie im vorhergehenden Beispiel Inox-Kabel sein können.
• Der Ausschlag zum Kippen der Platten 82B ergibt sich, wie im ersten Beispiel, gemäss dem Hauptanspruch der vorliegenden Erfindung. Es ist zu bemerken, dass die Schwimmer, mit denen die Platten ausgerüstet sind, als Abstandshalter dienen können, die die parallele Lage der Platten in den beiden Kipppositionen garantieren.
• In der dritten, in der Fig. 8 dargestellten Ausführungsvariante schwimmen die Platten 82C nicht selbst auf. Sie sind mit zwei beidseitigen Schwimmern 826 ausgerüstet, die die gesamte Länge der Lamellenanordnung besetzen und mit denen die Platten 82C durch Stützstäbe 824 verbunden sind, die gleichzeitig die Anordnung der parallelen Lamellen sichern. Diese Stützstäbe 824 können mit den Schwimmern 826 verbunden werden.
• Die Arbeitsweise des erfindungsgemässen Abscheiders wird nachfolgend mit Hilfe der Schematas gemäss den Fig. 3 bis 5 beschrieben.
• Gemäss der Fig. 2 beginnt das Wasser durch den Einlass 2 in den Abscheider einzufliessen. Es gelangt in die Entsandungskammer; der Sand setzt sich auf dem Boden der Kammer ab und die mit Teilchen belastete Flüssigkeit gelangt in das Klärfach. In diesem Fach steigt das Niveau der Flüssigkeit an und hebt unter dem Aufschwimmeffekt die Platten 82 des Lamellenaufbaus 8 an, bis die Lamelleneinheit an dem Anschlag 9 anschlägt.
• Die Platten 82 sind so in Arbeitslage. Sie sind parallel und beschreiben zwischen sich Durchgänge für die Flüssigkeit.
• Gemäss der Fig. 3 steigt die Flüssigkeit also in der Lamelleneinheit und steigt über sie hinaus, wie es die Pfeile zeigen, um durch die obere Zone 72 und den Auslassbereich 10 zu gelangen. In diesem Bereich gelangt das geklärte Wasser direkt in den Überlauf 11, um über den Auslasskanal 3 entleert zu werden.
• In dieser Lage arbeitet der Abscheider weiter. Die Partikel lagern sich auf den Platten an und gleiten längs dieser Platten ab, um auf den Boden des Beckens 7 zu fallen.
• Gemäss Fig. 4, wenn der Zustrom der zu klärenden Flüssigkeit aufhört, leert sich das Becken fortlaufend, wobei die Pumpe 12 die Flüssigkeit in den Überlauf 11 pumpt, um zuerst die geklärten Wasser in die natürliche Umgebung zu entleeren.
• Dadurch, dass die Abtrennung zwischen der Auslasszone 10 und der Klärzone 7 nicht vollkommen dicht ist, verringert sich das Niveau zwischen diesen beiden Zonen fortlaufend. Die Platten 82 der Lamelleneinheit 8 sinken somit unter der Wirkung der Schwerkraft und bringen sich in eine senkrechte Lage.
• In dieser Lage gleiten und fallen die auf den Platten abgesetzten Schmutzteilchen weiter ab auf den Boden des Klärbeckens.
• Schliesslich, wenn die geklärte Flüssigkeit praktisch bis auf die Höhe 13 entleert ist, leert die Pumpe 14 nach einer eventuellen Verweilzeit das Wasser aus dem Becken 10 und das, welches in der Wanne 7 zurückbleibt, durch Einleitung in das Becken 10 durch die Öffnung der Klappe 16, die sich natürlich unter dem Druck der Flüssigkeit öffnet. Anschliessend klappt die Klappe 16 durch die Wirkung ihres Gewichtes, wenn das Becken 10 durch die Pumpe 14 geleert ist, senkrecht nach unten. Die Phase der Reinigung des Bodens 73 der Wanne 7 kann also gemäss der vorgesehenen Vorrichtung stattfinden.
• Im Falle einer Vorrichtung eines Spülrückhaltebeckens 15, öffnet sich die Spülklappe 151 automatisch und entlässt eine Spülwelle, die die abgelagerten verschmutzenden Materialien auf dem Boden 73 zu der auf dem Boden des Beckens 10 vorgesehenen Plane mitreisst.
• Die Pumpe 14 setzt sich wieder in Gang und entleert die belasteten Wasser in das Gebrauchtwassernetz, ja sogar zu jeder anderen Betreibervorrichtung, wie beispielsweise: Lagerwanne, Tankwagen, usw.

Claims (8)

1. Lamellenabscheider für das Behandeln einer belasteten Flüssigkeit, bestehend aus

- einer Wanne (1) mit einem Einlass (2) für die belastete Flüssigkeit und einem Auslass (3) für die geklärte Flüssigkeit, ausgerüstet mit einer Klärstrecke (7, 8), wobei

- diese Klärstrecke aus einer Ansammlung von Platten (8, 82), die zumindest in ihrer Arbeitslage parallel zueinander angeordnet sind, gebildet wird, zwischen denen die zu klärende Flüssigkeit zirkuliert, wobei

- diese Platten (82) zwischen einer aktiven Klärlage, die schräg bezüglich der senkrechten Richtung ist, und einer absolut senkrechten Lage für ihre Säuberung kippen können, und

- einer Steuereinrichtung, welche die Platten (82) aus ihrer Arbeitslage in ihre Säuberungslage kippen lässt oder umgekehrt,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Steuereinrichtung für das Kippen eine Steuereinrichtung durch Aufschwimmen ist, die durch das Steigen und Fallen des Flüssigkeitsspiegels in der Wanne (7) in Tätigkeit versetzt wird.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschwimmelement aus den Platten (82 A) besteht, die selbst eine geringere Dichte, als die der zu behandelnden Flüssigkeit besitzen.

3. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschwimmelement aus Schwimmern (825) besteht, mit denen zumindest gewisse Platten (82 B) ausgerüstet sind.

4. Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schwimmer (826) mit der Ansammlung der Platten (82 C) verbunden sind.

5. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er desweiteren eine Säuberungsanordnung (15) aufweist, wobei diese Anordnung ein Wellenschwall am Boden (73) der Klärkammer (7) der Wanne (1) des Abscheiders sein kann.

6. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen verstellbaren Anschlag (9) aufweist, gegen den die Ansammlung (8) der Platten (82) anschlägt, der dadurch die Neigung für die aktive Klärlage festlegt.

7. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (82) aus synthetischem Material mit einer geringeren Dichte als 1 hergestellt sind, wobei sie gegebenenfalls aus Polyvinylchlorid hergestellt sein können.

8. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Platten dank in der Länge regulierbarer Abstandhalter veränderbar ist.