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Verfahren zum Reinigen von durch SchwebstofEe verunreinigtem Abwasser
durch Auftrieb Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von durch Schwebstoffe
verunreinigtem Abwasser durch Auftrieb mittels einer Luft-Wasser-Dispersion, die
durch Einleiten von Luft in eine im Verhältnis zu der zu reinigenden Abwassermenge
kleineren geklärten Wassermenge gebildet wird.
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Bei einem bekanntenVerfahren dieserArt werden die Luft und das Dispersionswasser
mittels einer Pumpe gemischt, durch welche die Dispersion in das zu reinigende Wasser
im Klärbehälter gepreßt und in diesem entspannt wird. Weil bekanntlich Luft in Wasser
ziemlich schwer löslich ist, muß, damit die für die Reinigung des Abwassers notwendige
Menge von Luftblasen erzeugt wird, Luft in großem überschuß in das Dispersionswasser
eingesogen werden. Dies ist um so mehr erforderlich, weil eine gewisse, nicht zu
kurze Zeit notwendig ist, um das Dispersionswasser mit Luft zu sättigen. Diese Umstände
bringen mit sich, daß bei dem bekannten Verfahren Luftblasen schädlicher Größe in
verhältnismäßig großen Mengen im Klärbehälter auftreten müssen. Für den Auftrieb
der im Abwasser enthaltenen Schwebstoffe sind aber diese großen Luftblasen sehr
nachteilig. Wegen ihres großen Volumens steigen sie an die Wasseroberfläche im Klärbehälter
schnell empor, zerschlagen für den Auftrieb geeignete Flocken und rufen kräftige
Strömungen in dem zu klärenden Wasser hervor, was alles für die Reinigung ungünstig
ist.
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Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch
beseitigt, daß die Luftsättigung des Wassers in einem außerhalb des Klärbehälters
angeordneten Druckkessel erfolgt, worauf das luftgesättigte Wasser durch plötzliche
Druckverminderung entspannt und als Feinstdispersion in das zu klärende Abwasser
eingeleitet wird.
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Durch dieses Verfahren wird also eine für den vorliegenden Zweck hochwertige
Luft-Wasser-Dispersion erzeugt, die praktisch nur äußerst feine und keine Blasen
schädlicher Größe enthält. Auch sehr zerbrechliche Flocken in dem zu ,reinigenden
Wasser werden durch solche kleinen Blasen nicht zerschlagen. Da die Blasen dieser
Feinstdispersion mindestens zum wesentlichen Teil kollodialer Größe sind, können
sie bei vielen Abwässern und natürlichen Wässern als Flockungsmittel an Stelle chemischer
Flockungsmittel dienen, was außer erheblichen direkten Kostenersparnissen weitere
Vorteile mit sich bringt, weil die sonst verwendeten chemischen Flockungsmittel
eine Veränderung im gereinigten Wasser mit sich bringen.
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In den Zeichnungen ist in zwei Ausführungsbeispielen eine Anlage zum
Ausführen des Verfahrens dargestellt. Fig. 1 zeigt teilweise in einem vertikalen
Schnitt das eine Ausführungsbeispiel; Fig. 2 zeigt in gleichem Schnitt das zweite
Ausführungsbeispiel, wobei die gemeinsamen Teile in Fig.1 und 2 mit einem Rechteck
aus strichpunktierten Linien umschlossen sind.
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Der Klärbehälter der in Fig.1 dargestellten Art ist abgesehen von
der zentralen Einlauftube 2, den peripheren Ablaufrohren 3 und der durch
die obere Behälterwand eingeführten drehbaren Saugleitung 4 geschlossen.
Die Leitung 4 in Verbindung mit dem Mundstück 5 sorgt für das Aufrechterhalten
eines konstanten Niveaus im Behälter, erzeugt einen vom Niveau festgelegten Unterdruck
und schafft die an der Oberfläche im Behälter abgesetzten Feststoffe fort. Die Einlauftube
2 taucht in das zu reinigende Wasser im Kasten 6 ein, dem das Abwasser durch
die Rinne 7 zugeleitet wird. Das für die Ablaufrohre 3 gemeinsame Sammlungsrohr
53' taucht in einen als Wasserverschluß dienenden Kasten 8 ein, welcher auf
eine geeignete Höhe eingestellt werden kann. Vom
Kasten 8 läuft
das gereinigte Wasser in den Sammlungskasten 58; und aus ihm wird dieses Wasser
für verschiedene Zwecke entnommen. Überflüssiges Wasser läuft über das Wehr 9 zum.
Ablaufkanal 59'. Zur Bereitung der für die Wasserreinigung benötigten Luft-Wasser-Dispersion
dient die innerhalb des strichpunktierten Rechtecks A dargestellte Anordnung. 10
ist ein Druckkessel, welcher mit einer Flüssigkeit, gewöhnlich reinem Wasser, in
geeigneter Höhe gefüllt ist. An den oberen Teil des Behälters ist eine Leitung
11 angeschlossen, durch weiche Luft von einigermaßen konstantem Druck eingeführt
wird. Bei den bisherigen Versuchen ist ein Druck von 5 atü zur Anwendung gekommen.
Im Kessel bildet sich ein Luftkissen, welches die für die Luftsättigung des Wassers
erforderliche Luft liefert. Um eine große Kontaktflache zwischen Wasser und Luft
zu erreichen, läßt man das Wasser durch eine Leitung zirkulieren, in die ein Ejektor
13 eingeschaltet ist. Dieser entnimmt die Luft von dem Luftkissen des Kessels,
wobei die Luft in das zirkulierende Wasser eingemischt wird. Um den Einmischungseffekt
zu vergrößern, ist in der Leitung, und zwar hinter dem Ejektor, eine Dispergierungsanordnung
z. B. in der Form von Bürsten aus Kunststoff vorgesehen. Durch eine an den unteren
Teil des Kessels 10 angeschlossene Leitung 24 fließt das Wasser durch das Rohr
16 zu der Pumpe 18,
welche den für das Zirkulieren des Wassers erforderlichen
Überdruck erzeugt und passiert dann den Ejektor 13, der durch die Leitung 12 Luft
vom oberen Teil des Kessels einsaugt und diese mit dem Wasser vermischt. Durch die
Leitung 21, in welche die Bürsten eingefügt sind, wird das mit Luft gemischte Wasser
durch ein gelochtes, ringförmiges Rohr 22 in den Kessel 10, und zwar
ein Stück Oberhalb der Entnahmeöffnung 25 wieder eingeführt.
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Das unter Druck luftgesättigte Wasser wird durch eine Rohrleitung
26 am Boden des Kessels 10 entnommen. Damit freie Luftblasen dem entnommenen Wasser
nicht folgen, ist rings um die Entnahmeöffnung 25 ein Kragen 27 angebracht.
Die Rohrleitung 26, deren Gestaltung von örtlichen Verhältnissen abhängig ist, mündet
in ein Zweigrohr 28, an das kleine Hähne oder Ventile 29 angeschlossen sind.
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Beim Passieren dieser Hähne, mit deren Hilfe die Menge des entnommenen
Wassers geregelt wird, hört der Druck plötzlich auf, und das luftgesättigte Wasser
wird in diejenige Luft-Wasser-Dispersion umgewandelt, die erwünscht ist. Die Dispersion
wird von einem Gefäß 30 aufgenommen und von hier durch die . Leitung 31 zu der Verbrauchstelle
geleitet, welche in diesem Fall dem Raum unter der Einlauftube entspricht. Damit
man eine möglichst gute Verteilung der Dispersion im hochströmenden Wasser erzielt,
läßt man diese durch ein perforiertes Rohrsystem 32 ausströmen. Das durch die Hähne
29 entnommene Wasser wird durch Wasser aus der Pumpe 15 ersetzt, welche durch
das Ventil 17 und das Zirkulationssystem 16, 18, 20, 19, 13, 21 und 22 erforderliches
Wasser in den Kessel 10 hineinpreßt.
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Der zur Pumpe 15 gehörende Elektromotor wird mittels in. der
Wand des Druckkessels 10 eingesetzte Elektroden 33 vom Niveau im Kessel gesteuert.
Das Niveau kann also nur zwischen den beiden Elektroden pendeln. Das zur Bereitung
der Luft-Wasser-Dispersion benutzte Wasser wird zweckmäßig dem gereinigten Wasser
im Kasten 58, und zwar durch das Ventil 14 und die Leitung 64 entnommen. Das System
arbeitet automatisch, und die Luftdispersion wird in der gewünschten Menge kontinuierlich
entnommen.
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Fig. 2 zeigt die Anordnung zur Bereitung der Luft-Wasser-Dispersion
in Verbindung mit einem offenen Klärbehälter 1 rechteckiger Form, an dessen einem
Ende die Einlauftube 2 für das einfließende Wasser angeschlossen ist. Die
an der Oberfläche abgesetzten Feststoffe werden durch ein langsam laufendes Schaberwerk
34 bis 36 auf eine schräg gestellte Ebene 37 geschoben und fallen dann in den Schacht
38 hinunter.
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Das gereinigte Wasser wird durch Öffnungen 39 im Boden des Behälters
entnommen und durch die Rohrleitung 40 dem Niveaukasten 41 zugeführt, von wo es
über das verstellbare Wehr 42 dem Ablauf 3 zufließt. Das zu reinigende
Wasser wird von der Pumpe 43 in den Behälter 1 hinaufgefördert. Zur Regelung
der Wassermenge ist in die Leitung 7 zwischen der Pumpe 43 und der Einlauftube
2 eine Drosselklappe 44 eingebaut. Die Luft-Wasser-Dispersion wird zweckmäßig
an einer oder mehreren Stellen zwischen dem Ventil 44 und der Einlauftube
2 eingeführt. Vor der Pumpe 43 wird das Wasser durch die Leitung
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einem Kasten 46 zugeführt, in welchem ein konstantes Niveau durch Regeln
einer Drosselklappe 47 aufrechterhalten wird, welche durch die Stangen
48, 49 und 50 vom Schwimmer 51 beeinflußt wird. Eine Luftsättigung
des Wassers kann durch Einleiten von Preßluft schon im Kasten 46 vorgenommen werden.
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Die für die Wasserreinigung benutzte Luft-Wasser-Dispersion wird mit
Hilfe eines Aggregates hergestellt, welches von derselben Ausführungsform wie nach
Fig.1 ist. Das Aggregat ist deshalb in der Fig. 2 nur als ein von strichpunktierten
Linien umrahmtes Rechteck A angedeutet.
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Die Druckluft wird durch die Leitung 11 und das Wasser durch die Leitung
14 eingeführt. Die fertige Luft-Wasser-Dispersion wird durch die Leitung 31 entnommen
und an einer oder mehreren Stellen, gewöhnlich auf der Druckseite der Pumpe 43,
in die Leitung 7 eingeführt. Die Arbeitsweise ist ähnlich der bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Selbstverständlich kann sich das mit A bezeichnete Aggregat in Form und Ausführung
ändern. Das Wesentliche bleibt, daß sich das Aggregatfür dieHerstellung eines unter
Druck luftgesättigten Wassers eignet, welches beim Herabsetzen des Druckes in eine
für Flotationszwecke geeignete Luft-Wasser-Dispersion mit hauptsächlich nur äußerst
feinen Luftblasen umgewandelt wird. An Stelle von Luft können auch Gase anderer
Art gebraucht werden.
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Ein Hinzufügen von Chemikalien geeigneter Menge und Art zu dem für
Bereitung der Luft-Wasser-Dispersion benutzten Wasser kann, wenn nötig, erfolgen
um Flocken zu erzeugen und die Ladung der kolloidalen Luftblasen der Dispersion
zu beeinflussen um das Haft- bzw. Auftriebsvermögen der Blasen zu verstärken. Die
Chemikalien werden in der Form von Lösungen durch das Rohr 52 (Fig.1) eingeführt.