Prismatisches Längsidärbecken für Flüssigkeiten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein prismatisches Längsklärbecken für verunreinigte Flüssigkeiten, insbesondere Abwasser, zur kontinuierlichen Abscheidung und Austragung von Sink-, Schwebe- und Schwimmstoffen.
Bei bekannten Längsklärbecken erfolgt die Abscheidung der Sinkstoffe und der Schwimmstoffe in einer Phase. Sollen noch die feinen Schwebestoffe mit ausgeschieden werden, so muss das Klärbecken eine sehr grosse Fläche und Länge aufweisen, da die Absetzgeschwindig keit von Schwebestoffen bekanntlich sehr klein ist.
Es ist bekannt dass geneigte Parallel-Plattenabscheider wie auch Röhren-, Waben- und Zellen-Abscheider die Absetzbahn der Schwebestoffe derart verringern, dass die Schlammtejichen verhältnismässig schnell Boden finden, um alsdann in dünner Schicht nach unten abzurutschen, im Gegenstrom zur Flüssigkeit.
Bei diesen Abscheidern hat sich gezeigt, dass wenn der Zellenquerschnitt zu gross ist, gwie z.B. bei Parallel Piattenabscheider, keine ideale laminäre Strömung erreicht werden kann und somit keinen optimalen Abscheidegrad. Andererseits, ist der Zellen-Durchflussquerschnitt klein, so wird wohl eine ideale lanlinäre Strömung erreicht, aber die Verstopfungsgefahr durch heterogene Feststoffe ist gross.
Praktische Erfahrungen mit abwasserbeschickten Zellenabscheider haben gezeigt, dass bestimmte Kriterien eingehalten werden müssen, wenn eine Zellenabscheider Anlage zufriedenstellend funktionieren soll, mit hohem Durchsatz und gutem Trennungsgrad.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Einrichtungen in leistungsmässiger Hinsicht zu verbessern, durch den baulichen Aufwand und/oder den Platzbedarf zu verringern und die Bedienung zu vereinfachen.
Das erfindungsgemässe, prismatische Längsklärbekken für verunreinigte Flüssigkeiten, insbesondere Abwasser, zur kontinuierlichen Abscheidung und Austragung von Sink-, Schwebe- und Schwimmstoffen, mit zwei, den dreieckförmigen Becken querschnitt in drei Längskammern aufteilenden, symmetrisch zur Beckenmitte hin abfallenden Trennwänden, von denen die obere zentrale Kammer zur Sink- und Schwimmstoffausscheidung und die untere zentrale mit der oberen durch den zwischen den Tremiwänden belassenen Schlitz verbundene Kam- mer zur Schlammsammlung dient und die beiden seitlichen Kammern Lamellen-, Zellen- oder Röhrenabscheider zur Schwebestoffabscheidung aufweisen,
wobei die obere zentrale Kammer den Zulauf für die Rohflüssig keit und jede der seitlichen Kammern einen Überlauf für die gereinigte Flüssigkeit enthält, ist gekennzeichnet durch eine vertikalachsige, durch den Verbindungsschlitz in die untere zentrale Kammer ragende Pumpe zur Schlammabsaugung, die in Beckenlängsrichtung verfahrbar ist, und durch einen wesentlichen Abstand zwischen der Unterkante der Trennwände und der untenliegenden, in bezug auf die Unterkante jedoch höher liegende Anströmfläche der Lamellen-, Zellen- oder Röhrenabscheider.
Beiliegende Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 stellt einen Querschnitt des erfindungsgemässen Längsklärbeckens dar.
Fig. 2 ist eine Aufsicht des Längsklärbeckens.
Bezug nehmend auf die Zeichnung umfasst die Anlage ein Becken 1 von annähernd dreieckigem Querschnitt mit schrägen Trennwänden 2. In der vertikalen Achse des Beckens 1 ist eine Pumpe 3, 8 angeordnet, die auf einer hin und her fahrenden Brücke 4 montiert ist.
Die Pumpe 3, 8 fördert in eine Schiammabflussrinne 5.
Unter dem Flüssigkeitsspiegel 6 ist um die Pumpe 3, 8 ein Leitrohr 7 vorgesehen, das bis in die Nähe des Pumpenansaugstutzens 8 hinabreicht.
Das Leitrohr 7 besitzt an seinem oberen Ende, in Flüs sigkeitsspiegelhöhe 6, einen höhenverstellbaren Überfall 9.
Zwischen den schrägen Trennwänden 2 und den gleich schrägen Aussenwänden 10 des Beckens 1 sind Zellenabscheider 11 angeordnet. Die Umlenk-Unterkante 12 der Trennwände 2 befindet sich wesentlich unterhalb der Zellenabscheider 11.
Die Roh-Flüssigkeitsbeschickung erfolgt auf die Bekkenlänge durch Zuführungsrinnen 13. Die gereinigte Flüssigkeit fliesst über Überfallkanten 14 in die Ableitungsrinnen 15.
An der fahrbaren Brücke 4 sind Oberflächenreiniger 19 über die Zellenabscheider 11, und vor den Über¯ fallkanten 14 befestigt. Der Klärraum 16 für Sink- und Schwimmstoffe kommuniziert mit dem Schlamruraum 17 durch einen Verbindungsschlitz 18, in weichem die Pumpe 3, 8 zirkuliert.
Die Betriebsweise des Längsklärbeckens in bezug auf die Zeichnung ist folgende:
Die Rohflüssigkeit, insbesondere Abwasser, wird dem Klärraum 16 durch Zuführungsrinnen 13 auf die Beckenlänge gleichmässig zugeführt. im Klärraum 16 scheiden sich die Sink- und Schwimmstoffe aus. Die Sinkstoffe sedimentieren durch den Verbindungsschlitz 18 in den Schlammraum 17 und die Schwimmstoffe sammeln sich an der Flüssigkeitsoberfläche 6.
Die von Sink- und Schwimmstoffen befreite Flüssigkeit fliesst abwärts nach der Umlenk-Unterkante 12 der Trennwand 2, um dann in aufwärts gerichteter Strömung nach dem höher gelegenen Zellenabscheider 11, worin die feinen Schwebestoffe ausgeschieden werden.
Der feine Schlamm aus den Zellenabscheidern 11 rutscht in den Schlamruraum 17, wo er sich mit dem Sinkstoffschiamm vermischt. Die geklärte Flüssigkeit, die oben aus den Zellenabscheidern 11 ausfliesst, strömt über Überfallkanten 14 in die Ableitungsrinnen 15 auf die ganze Beckenlänge.
Von wesentlicher Bedeutung ist, dass im Zellenab- scheider 11 der Durchfluss laminär erfolgt, was erfahrungsgemäss erreichbar ist, wenn jeder Zellenquerschnitt 20-40cm2 beträgt bei einer Neigung grösser oder gleich 500 zur Horizontalen. Hierbei erfolgt, z.B. bei Abwasser, eine optimale Schwebestoffausscheidung mit konzentriertem Schlammabfluss im Gegenstrom zur Beschickung.
Die Durchflussgeschwindigkeit durch die Zellenabscheider wird durch die Qualität der Flüssigkeit bedingt und liegt z.B. bei flockigen Suspensionen in der Regel zwischen 5-10 rauh.
Erfahrungsgemäss ist wichtig, dass die Flüssigkeit nach Umlenkung vom abwärtsgerichteten Strom in den aufwärtsgerichteten Strom nicht sofort in die Zellenabi scheider eintritt, sondern vorher eine Beruhigungszone passiert.
Weiterhin konnte festgestellt werden, dass nur dann eine optimale Klärung erreicht werden kann, wenn der abgeschiedene Schlamm möglichst vollkommen und kontinuierlich entfernt wird.
Dies wird durch eine Pumpe 3, 8 erreicht, welche auf einer fahrbaren Brücke 4 montiert ist. Die fahrbare, elektrisch angetriebene Brücke 4, bekannter Bauart, befährt die Beckenlänge kontinuierlich oder mit regelmäs- sigen Pausen hin und her, je nach Schlammanfall. Der Ansaugstutzen 8 der Pumpe 3 saugt den Bodenschlamm aus dem Schlammraum 17 des Längsbeckens 1 sobald die Brücke 4 fährt und fördert denselben in die Schlamm flussrinne 5.
Um diese Pumpe 8, 3 ist ein Leitrohr 7 angeordnet das vom Flüssigkeitsspiegel 6 bis in die Nähe des Ansaugstutzens 8 hinabreicht. Das obere Ende des Leitrohrs 7 hat einen höhenverstellbaren Überfall 9. Beim Betrieb der Pumpe 8, 3 saugt dieser primär den Boden- schlamm und sekundär gleichzeitig Flüssigkeit aus dem Leitrohr 7 ab. Dies hat zur Folge, dass der Schwimmschlamm der sich auf dem Flüssigkeitsspiegel 6 der Kammer 16 befindet über den Überfall 9 in das Leitrohr 7 eingesogen wird, um alsdann zum Ansaugstutzen 8 zu gelangen, um zusammen mit dem Bodenschlamm in die Schlammabflussrinne 5 befördert zu werden. Die Leistung der Pumpe 8, 3 muss gleich oder grösser sein als der Schlammanfall.
Ferner konnte festgestellt werden, dass nur dann ein guter Abfluss erreicht werden kann, wenn die oberen Austrittsöffnungen der Zellenabscheider 11 regelmässig, in kurzen Zeitabständen, gereinigt werden. Dies ist besonders wichtig bei Flüssigkeiten mit flockigen Suspensionen bei hohem Durchsatz.
Ein Oberflächenreiniger 19 ist an der fahrbaren Brükke 4 oberhalb der Zellenabscheider 11 befestigt und bestreicht bei jeder Fahrt die oberen Zellenaustrittsöffnungen. Der Oberflächenreiniger kann als Schild oder Bürste ausgebildet sein, bzw. eine Kombination von beidem, oder als Druckwasserdüse die in die Zellenaustrittsöffnungen der Zellenabscheider 11 spritzt.
Die auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsform ist generell und schematisch. Die Dimensionen, Volumen, Neigungen und die Länge des Beckens müssen jeweils der zu behandelnden Flüssigkeit und Zuflussmen- ge angepasst werden. Die Zellenabscheider sind in ihrer Form, ihrer Ausdehnung und ihrem Material von handelsüblicher Ausführung.
Das prismatische Längsklärbecken für Flüssigkeiten vorliegender Erfindung ermöglicht einen 3-4mal höheren Durchsatz als normale konventionelle Klärbecken zur Abscheidung von Sink- Schwimm- und Schwebestoffen, was einen technischen Fortschritt darstellt.
Die Leistungsverbesserung der Zellenabscheider gegenüber Bekanntem liegt darin, dass der Schlamm unterhalb der Zellenabscheider kontinuierlich abgesaugt wird, dass unterhalb der Zellenabscheider eine Beruhigungszone vorhanden ist zur gleichmässigen Anströmung der Zellenfläche, sowie dass eine kontinuierliche Reinigung der oberen Auslaurfläche der Zellenabscheider durchgeführt wird.
Durch die Durchsatzleistungsverbesserung der Zellenabscheider resultiert zwangsläufig ein geringerer Bauaufwand bzw. Platzbedarf.
Die kontinuierliche, automatische Bodenschlamm-Ab saugung und die obere Zelleuflächen-Reinigung verrrun- dern und vereinfachen die Bedienung.
Prismatic longitudinal basin for liquids
The present invention relates to a prismatic longitudinal clarifier for contaminated liquids, in particular waste water, for the continuous separation and discharge of settling, suspended and floating matter.
In known longitudinal clarifiers, the sedimentation and floating matter are separated out in one phase. If the fine suspended matter is also to be separated out, the clarifier must have a very large area and length, since the settling speed of suspended matter is known to be very small.
It is known that inclined parallel plate separators as well as tube, honeycomb and cell separators reduce the sedimentation path of the suspended matter in such a way that the sludge ponds find bottom relatively quickly, only to then slide down in a thin layer, in countercurrent to the liquid.
With these separators it has been shown that if the cell cross-section is too large, e.g. With parallel plate separators, no ideal laminar flow can be achieved and therefore no optimal degree of separation. On the other hand, if the cell flow cross-section is small, an ideal linear flow is achieved, but the risk of clogging by heterogeneous solids is great.
Practical experience with cell separators charged with wastewater has shown that certain criteria must be met if a cell separator system is to function satisfactorily, with a high throughput and a good degree of separation.
The invention is based on the object of improving the known devices in terms of their performance, of reducing the structural complexity and / or the space requirement and of simplifying operation.
The prismatic longitudinal clarifier according to the invention for contaminated liquids, especially wastewater, for the continuous separation and discharge of sinking, suspended and floating matter, with two dividing walls that divide the triangular basin cross-section into three longitudinal chambers, sloping symmetrically towards the center of the basin, of which the upper central one Chamber for separating sediment and floating matter and the lower central chamber, connected to the upper one by the slot left between the tremi walls, is used for collecting sludge and the two lateral chambers have lamellar, cell or tube separators for separating suspended matter,
The upper central chamber is the inlet for the raw liquid and each of the side chambers contains an overflow for the cleaned liquid, is characterized by a vertical axis, through the connecting slot in the lower central chamber, protruding pump for sludge suction, which can be moved in the longitudinal direction of the pool, and by a substantial distance between the lower edge of the partition walls and the inflow surface of the lamellar, cell or tube separator located below, but higher than the lower edge.
The accompanying drawing shows an embodiment of the invention.
Fig. 1 shows a cross section of the longitudinal clarifier according to the invention.
Figure 2 is a top plan view of the longitudinal clarifier.
Referring to the drawing, the system comprises a basin 1 of approximately triangular cross-section with inclined partition walls 2. A pump 3, 8 is arranged in the vertical axis of the basin 1 and is mounted on a bridge 4 moving to and fro.
The pump 3, 8 delivers into a sludge drainage channel 5.
A guide tube 7 is provided below the liquid level 6 around the pump 3, 8 and extends down to the vicinity of the pump intake connector 8.
The guide tube 7 has a height-adjustable overflow 9 at its upper end, in liquid level 6.
Cell separators 11 are arranged between the inclined partition walls 2 and the equally inclined outer walls 10 of the basin 1. The lower deflecting edge 12 of the partition walls 2 is located substantially below the cell separator 11.
The raw liquid is charged along the length of the pool through feed channels 13. The cleaned liquid flows over overflow edges 14 into the discharge channels 15.
Surface cleaners 19 are attached to the mobile bridge 4 via the cell separators 11 and in front of the fall edges 14. The clarifying space 16 for sinking and floating matter communicates with the sludge space 17 through a connecting slot 18 in which the pump 3, 8 circulates.
The operation of the longitudinal clarifier in relation to the drawing is as follows:
The raw liquid, in particular waste water, is fed to the clarification room 16 through feed channels 13 evenly along the length of the pool. in the clarification room 16 the sediment and floating matter are separated. The suspended matter sediment through the connecting slot 18 into the sludge space 17 and the floating matter collects on the liquid surface 6.
The liquid freed from sinking and floating matter flows downwards to the lower deflecting edge 12 of the partition 2, and then in an upward flow to the higher-lying cell separator 11, in which the fine suspended matter is separated out.
The fine sludge from the cell separators 11 slides into the sludge room 17, where it mixes with the sediment sludge. The clarified liquid, which flows out of the cell separators 11 at the top, flows over overflow edges 14 into the drainage channels 15 over the entire length of the pool.
It is of essential importance that the flow in the cell separator 11 takes place in a laminar manner, which experience has shown can be achieved if each cell cross section is 20-40 cm 2 with an inclination greater than or equal to 500 to the horizontal. This takes place, e.g. in the case of wastewater, optimal removal of suspended matter with concentrated sludge drainage in countercurrent to the feed.
The flow rate through the cell separators is determined by the quality of the liquid and is e.g. in the case of flaky suspensions, usually between 5-10 rough.
Experience has shown that it is important that the liquid does not immediately enter the cell separator after it has been diverted from the downward flow to the upward flow, but instead passes a calming zone beforehand.
Furthermore, it was found that optimal clarification can only be achieved if the separated sludge is removed as completely and continuously as possible.
This is achieved by a pump 3, 8 which is mounted on a movable bridge 4. The mobile, electrically driven bridge 4, of known design, travels the length of the pool continuously or with regular breaks back and forth, depending on the amount of sludge. The suction port 8 of the pump 3 sucks the bottom sludge from the sludge space 17 of the longitudinal basin 1 as soon as the bridge 4 moves and conveys the same into the sludge flow channel 5.
A guide tube 7 is arranged around this pump 8, 3 and extends down from the liquid level 6 to the vicinity of the suction port 8. The upper end of the guide tube 7 has a height-adjustable overflow 9. When the pump 8, 3 is in operation, it sucks primarily the bottom sludge and, secondarily, liquid from the guide tube 7 at the same time. This has the consequence that the floating sludge that is on the liquid level 6 of the chamber 16 is sucked in via the overflow 9 into the guide pipe 7 in order to then reach the suction nozzle 8 in order to be conveyed together with the bottom sludge into the sludge drainage channel 5. The output of the pumps 8, 3 must be equal to or greater than the amount of sludge.
It was also found that a good drainage can only be achieved if the upper outlet openings of the cell separators 11 are cleaned regularly at short time intervals. This is particularly important for liquids with flocculent suspensions at high throughput.
A surface cleaner 19 is attached to the mobile bridge 4 above the cell separator 11 and wipes the upper cell outlet openings with every journey. The surface cleaner can be designed as a shield or brush, or a combination of both, or as a pressurized water nozzle that sprays into the cell outlet openings of the cell separator 11.
The embodiment shown in the drawing is general and schematic. The dimensions, volume, inclination and length of the basin must be adapted to the liquid to be treated and the inflow quantity. The shape, size and material of the cell separators are commercially available.
The prismatic longitudinal clarifier for liquids of the present invention enables 3-4 times higher throughput than normal conventional clarifiers for the separation of sinking, floating and suspended matter, which represents a technical advance.
The improvement in the performance of the cell separators compared to known ones lies in the fact that the sludge is continuously sucked off below the cell separator, that there is a calming zone underneath the cell separator for an even flow onto the cell surface, and that the upper discharge surface of the cell separator is continuously cleaned.
The improved throughput of the cell separators inevitably results in a lower construction cost and space requirement.
The continuous, automatic bottom sludge suction and the upper cell surface cleaning round off and simplify the operation.