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Dokumentenidentifikation DE19852119C1 27.07.2000
Titel Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzwasser
Anmelder Martin Systems AG, 96515 Sonneberg, DE
Erfinder Harms, Eberhard, 96524 Mupperg, DE;
Grigo, Mark, 96515 Sonneberg, DE;
Ehrsam, Veikko, 96515 Sonneberg, DE;
Kalin, Eduard, 96515 Sonneberg, DE
Vertreter Luthardt, G., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 96515 Sonneberg
DE-Anmeldedatum 12.11.1998
DE-Aktenzeichen 19852119
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.07.2000
IPC-Hauptklasse B01D 21/28
IPC-Nebenklasse B63J 4/00   
Zusammenfassung Die Erfindung ist in Abwasserkläranlagen einsetzbar und dient zum Abscheiden von Schmutzwasser aus mit Feststoffen beladenen Abwässern, insbesondere auf Schiffen. Die Lösung besteht darin, daß eine Abscheideeinrichtung (5) eine Hohlwelle (10) aufweist, an der sich endseitig in Richtung des unteren Sammelraums (4) eine, der Hohlwelle (10) innenseitig entsprechend ausgebildete, drehbare Förderschnecke (12) anschließt, die über die Schneckenflügel in einem Stützlager (7) der Zwischenwand (2) geführt ist, und die Hohlwelle (10) umfangsseitig Bürsten (9) aufweist, die von einem Feinsiebzylinder (8) umschlossen sind, wobei entweder die Hohlwelle (10) drehbar und der Feinsiebzylinder (8) fest angeordnet sind und umgekehrt, und die Förderschnecke (12) jeweils entweder mit der drehbaren Hohlwelle (10) oder dem Drehbaren Feinsiebzylinder (8) verbunden ist, und der obere Sammelraum (3) über Öffnungen (11), den Innenraum der Hohlwelle (10) und der Förderschnecke (12) und einen anschließenden Rohrkörper (14) mit dem unteren Sammelraum (4) verbunden ist (Fig. 1).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzwasser aus mit Feststoffen beladenen Abwässern, insbesondere auf Schiffen.

Es ist bekannt, auf Schiffen das mit Feststoffen beladene Abwasser in hintereinander kaskadenförmig angeordnete Behälter einzuleiten, wobei sich die Feststoffe durch Sedimentation in den einzelnen Behältern auf den Böden der Behälter absetzen. Die Behälter sind durch Überlaufrohre miteinander verbunden, um einen Wasserausgleich herbeizuführen. Im unteren Bereich der Behälter sind Belüftungsdüsen angeordnet, um eine Wasserzirkulation zu bewirken und gleichzeitig die organischen Bestandteile aus den Feststoffen weitgehendst herauszulösen. Das Abwasser wird dabei gleichzeitig biologisch gereinigt. Nachdem eine gewisse Höhe des abgesetzten Bodenschlamms mit eingelagerten Feststoffen erreicht ist, oder auch in bestimmten Zeitabständen, wird dieser an bodenseitig der Behälter angeschlossenen Rohrleitungen über Steuerventile mittels Pumpen abgezogen und einer Entsorgung zugeführt. Die noch im Abwasser enthaltenen festen Schwimmstoffe wie zellulose Bestandteile, fasrige Stoffe usw. führen häufig zu Verstopfungen in den Überlaufrohren und verursachen den zeitweisen Ausfall derartiger Anlagen. Solche Betriebsstörungen auf Schiffen haben zur Folge, daß die sanitären Einrichtungen vorübergehend nicht benutzt werden können. Die Beseitigung der Störungen ist außerdem zeit- und aufwandintensiv und von üblen Gerüchen begleitet, die eine Belästigung der an Bord befindlichen Personen darstellen. Die Ausfällung der Feststoffe aus dem Abwasser durch Sedimentation im Rahmen der biologischen Reinigung hat außerdem den Nachteil, daß die den Feststoffen anhaftenden organischen Bestandteile nicht wirksam genug ausgeschwemmt werden.

Aus der WO 95/22391 ist eine Vorrichtung zur Abtrennung teilchenförmigen Materials von einer Trägerflüssigkeit bekannt, die einen Behälter aufeist, der durch eine Zwischenwand in eine obere Zone als oberer Sammelraum und eine untere Zone als unterer Sammelraum aufgeteilt ist. Die untere Zone dient der Einleitung des Abwassers und Ablagerung der Feststoffe, die obere Zone der Ableitung der geklärten Flüssigkeit. Die obere und untere Zone sind über eine vertikal angeordnete Kläreinrichtung verbunden. Die Kläreinrichtung ist mit einen oder mehreren zylindrischen Rohrkörpern ausgestattet, die eine Trennung der partikulären Substanzen von der Trägerflüssigkeit gegen die Strömungsrichtung bewirken. Geklärt werden Suspensionen bestehend aus Erde, Sand, Kiesteilchen und Wasser. Dabei weisen die abzuscheidenden partikulären Substanzen eine höhere Dichte als die zu klärende Flüssigkeit auf und lassen sich so infolge ihrer Schwerkraft ausgefällen. Für Schweb- und Schwimmstoffe hingegen, wie sie in kommunalen Abwässern vorkommen die eine geringere Dichte als die zu klärende Flüssigkeit haben, sind derartige Kläreinrichtungen nicht geeignet.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vemeidung der Nachteile der reinen Sedimentation von Feststoffen aus dem Abwasser innerhalb der biologischen Reinigung, insbesondere auf Schiffen eine Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzwasser zu schaffen, die es ermöglicht, die anorganischen und nicht löslichen organischen Feststoffe aus dem Abwasser abzuspalten und gleichzeitig die verflüssigbaren organischen Stoffe wirksam von den nicht verflüssigbaren Feststoffen trennt und dabei verhindert, daß derartige Feststoffe in die Sedimentation der biologischen Abwasserreinigung gelangen und Verstopfungen sowie dadurch bedingte Betriebsstörungen verursachen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abscheideeinrichtung eine Hohlwelle aufweist, an der sich endseitig in Richtung des Sammelbehälters eine, der Hohlwelle innenseitig entsprechend ausgebildete, drehbare Förderschnecke anschließt, die über Schneckenflügel in einem Stützlager einer Zwischenwand geführt ist, und die Hohlwelle umfangsseitig Bürsten aufweist, die von einem Feinsiebzylinder umschlossen sind, wobei entweder die Hohlwelle drehbar und der Feinsiebzylinder fest angeordnet sind und umgekehrt, und die Förderschnecke jeweils entweder mit der drehbaren Hohlwelle oder dem drehbaren Feinsiebzylinder verbunden ist, und der obere Sammelraum über Öffnungen, und die Innenräume von Hohlwelle und Förderschnecke mit den unteren Sammelraum über einen Rohrkörper verbunden ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Feinsiebzylinder konzentrisch in einem mit dem Behälter verbundenen Zylinderteil angeordnet und befestigt ist, wobei das Zylinderteil mit großen Löchern für den Durchfluß des Schmutzwassers ausgestattet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 3 bis 18 angegeben.

Während die im eingeleiteten Abwasser enthaltenen groben Feststoffe infolge ihrer Schwerkraft sich im Bodenbereich des unteren Sammelbehälters absetzen, bewirkt die allseitig von Flüssigkeit umspülte Abscheideeinrichtung eine intensive Verwirbelung. Dadurch werden die noch mitgeführten Fest- und Schwimmstoffe ausgewaschen und im Zusammenwirken der Bürsten mit der Wandung des Feinsiebzylinders nach unten gedrängt und über die Förderschnecke in den unteren Sammelraum zurückgeführt werden, wo sie sich als Bodenschlamm absetzen. Die Rillen im Stützlager der Förderschnecke unterstützen die Förderwirkung. Die rundstabförmigen Abstreifer sorgen dafür, daß die Bürsten ständig von mitgeführten Feststoffrückständen befreit werden, was durch die Schräglage noch begünstigt wird. Mit dem tangentialen Einleiten des Abwassers wird an der Wandung des Rohrkörpers eine starke Verwirbelung des Abwassers erreicht, und dadurch bereits ein Auswascheffekt erzielt. Als Alternative dazu wird bei mittiger Anordnung des Einfüllstutzens und Ausbildung als Einlaufrechen, der sich bogenförmig in den Rohrkörper erstreckt, der Wirbeleffekt noch erhöht und dabei die Feststoffe noch wirksamer nach unten gedrängt, so daß die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit nach oben strömt und die Auswaschung der festen Bestandteile weiter begünstigt. Das aus dem Abwasser gewonnene Schmutzwasser wird über den oberen Sammelraum abgeleitet und so verhindert, daß die Feststoffe in die nachfolgende biologische Abwasserreinigung gelangen und Verstopfungen und Betriebsstörungen verursachen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist grundsätzlich sowohl auf Schiffen als auch auf dem Land einsetzbar.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzwasser in Schnittdarstellung

Fig. 2: einen Schnitt gemäß Linie I-I nach Fig. 1

Fig. 3: einen Schnitt gemäß Linie II-II nach Fig. 1

Fig. 4: die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit bogenförmigem Einlaufrechen

Fig. 5: einen Schnitt gemäß der Linie III-III nach Fig. 4

Ein Behälter 1 ist durch eine Zwischenwand 2 in einen oberen Sammelraum 3 und einen unteren Sammelraum 4 unterteilt. Der obere Sammelraum 3 ist mit dem unteren Sammelraum 4 über eine senkrecht angeordnete Abscheideeinrichtung 5 verbunden. Die Abscheideeinrichtung 5 weist ein Zylinderteil 6 als Gehäuseteil auf, das einerseits am Behälter 1 befestigt ist und andererseits in der Zwischenwand 2 geführt ist und ein Stützlager 7 aufweist. Das Zylinderteil 6 ist am Umfang mit großen Löchern für den Durchfluß des Schmutzwassers versehen. Innerhalb des Zylinderteils 6 ist ein feststehender Feinsiebzylinder 8 mit einer Lochnung von 0,5 mm und größer konzentrisch angeordnet, der eine mit Bürsten 9 bestückte drehbare Hohlwelle 10 umschließt. Die Bürsten 9 sind streifenartig ausgeführt und auf der Hohlwelle 10 schraubenförmig aufgebracht. Zwischen den streifenförmigen Bürsten 9 weist die Hohlwelle 10 Öffnungen 11 auf, die entsprechend den Bürstenverlauf schlitzförmig ausgebildet sind. Unterhalb der Bürsten 9 ist die Hohlwelle 10 mit einer Förderschnecke 12 versehen, über deren Schneckenflügel die Hohlwelle 10 im Stützlager 7 geführt ist. Antriebsseitig ist die Hohlwelle 10 mit einem Getriebemotor 13 verbunden, der am Behälter 1 angeflanscht ist. Behälterseitig mündet die Hohlwelle 10 in einen Rohrkörper 14 im unteren Sammelraum 4, der über einen Einfüllstutzen 15 am Behälter 1 befestigt ist. Über den Einfüllstutzens 15 ist der Rohrkörper 14 konisch ausgebildet, um einen Rückstau des Abwasserstromes zu und damit das Absinken der Feststoffe zu begünstigen. Der Einfüllstutzen 15 für das zufließende Abwasser kann sowohl tangential als auch mittig zum Rohrkörper 14 angeordnet sein. Bei mittiger Anordnung ist der Einfüllstützen 15 mit einem Einlaufrechen 16 versehen, der etwa zu 2/3 in den Rohrkörper 14 einmündet und bogenförmig nach unten gerichtet ist. Die Gabelzinken 17 sind in Strömungsrichtung des zugeführten Abwassersstromes verjüngt ausgebildet. Damit werden die groben Feststoffe durch die Strömungsenergie in Bodenrichtung nach unten abgeleitet, während die Flüssigkeit durch die Gabelschlitze nach oben strömt. In einem zwischen Feinsiebzylinder 8 und Zylinderteil 6 gebildeten Hohlraum 18 ist eine ringförmige Sprüheinrichtung 19 angebracht, um anhaftende Schlammreste aufzuwirbeln, die über den Feinsiebzylinder 8 der Abscheideeinrichtung 5 in den unteren Sammelraum 4 abgeführt werden. Am Behältersammelraum 3 sind Sichtfenster 20; 21 angebracht. Unterhalb des Sichtfensters 20 befindet sich ein Ablaufstutzen 22 zur Ableitung des Schmutzwassers. An der Innenseite des Feinsiebzylinders 8 sind längsseitig Rundstäbe 23 in entgegengesetzter Richtung zum schraubenförmigen Verlauf der Bürsten 9 angeordnet.

Das Stützlager 7 ist mit einer Rille 24 versehen, deren Steigung der Steigung der Förderschnecke 12 entgegengerichtet verläuft.

Das eingespeiste Abwasser gelangt über den Einfüllstutzen 15 in den Rohrkörper 14. Beim den Aufprall auf die Rohrwand entsteht ein Verwirblungseffekt, wobei die im Abwasser mitgeführten groberen Bestandteile nach unten gedrängt werden. Gleichzeitig füllt sich der unterere Sammelraum 4 mit Feststoff-Flüssigkeitsgemisch auf. Sobald das Abwasser die Zwischenwand 2 erreicht hat, dringt es in die Hohlwelle 10 ein und und strömt über die schlitzförmigen Öffnungen 11 in den Bereich des Feinsiebzylinders 8 ein. Dabei werden mitgerissene Feststoffe, soweit sie den Feinsiebzylinder 8 nicht passieren können von den rotierenden Bürsten 10 und der Förderschnecke 12 in den unteren Sammelraum 4 zurückgeführt, wo sie sich als Schlamm mit den übrigen Feststoffen ablagern. Mit den Bürsten 9 wird außerdem eine ständige Säuberung der Innenfläche und Lochungen des Feinsiebzylinder 8 gewährleistet. Über im Bodenbereich vorgesehene Düsen 25 wird in Abständen Druckluft eingeblasen, um die Auflösung bzw. Auswaschung der den Schwimmstoffen im unteren Sammelbehälter 4 noch anhaftenden organischen Bestandteile zu erreichen. An der Unterseite des Behälters 1 befindet sich ein Ablaßventil 26 über welches der abgesetzte Bodenschlamm bei Bedarf abgezogen wird. Eine Drucksonde 27 signalisiert die Entleerung des Behälters. In der Regel ist der Behälter 1 jedoch so ausgelegt, daß die Entleerung des Sammelraums 4 jeweils beim Anlegen der Schiffe im Hafen erfolgen kann. Das von den Feststoffen weitgehendst befreite Schmutzwasser wird im Sammelraum 3 über den Ablaufstutzen 22 abgeleitet und in - der Zeichnung nicht dargestellte - hintereinander angeordnete Behälter, die durch Überlaufrohre miteinander verbunden sind, zur weiteren biologischen Reinigung eingeleitet.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen vor allem darin, daß die im Abwasser mitgeführten anorganischen und organischen Feststoffe als Grobstoffe, wie Papier und Zellulosbestandteile, nicht mehr in den biologischen Reinigungsprozeß gelangen können und gleichzeitig einen intensiven Auswaschprozeß unterzogen werden, so daß die Betriebssicherheit derartiger Anlagen erhöht wird und eine Stillegung der nachgeordneten sanitären Einrichtungen vermieden bleibt. Die Anlagen können kleiner gehalten werden und sind platzsparender, was insbesondere auf Schiffen von Bedeutung ist.

Es ist auch möglich und in der Zeichnung nicht dargestellt, den Feinsiebzylinder 8 drehbar mit dem Getriebemotor 13 zu verbinden und die mit Bürsten 9 bestückte Hohlwelle 10 feststehend anzuordnen. Bei dieser Variante muß dann das, die Förderschnecke 12, tragende Teilstück der Hohlwelle 10 von der die Bürsten 9 tragenden Hohlwelle abgetrennt und mit dem Feinsiebzylinder 8 verbunden werden, um die Rotation der Förderschnecke 12 sicherzustellen.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzwasser aus mit Feststoffen beladenen Abwässern, insbesondere auf Schiffen, bestehend aus einem Behälter (1) der durch eine Zwischenwand (2) in einen unteren Sammelraum (4) zur Einleitung des Abwassers und Ablagerung der Feststoffe und in einen oberen Sammelraum (3) zum Ableiten des Schmutzwassers aufgeteilt ist, wobei der obere Sammelraum (3) mit den unteren Sammelraum (4) über eine vertikal angeordnete Abscheideeinrichtung (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideeinrichtung (5) eine Hohlwelle (10) aufweist, an der sich endseitig in Richtung des Sammelbehälters (4) eine, der Hohlwelle (10) innenseitig entsprechend ausgebildete, drehbare Förderschnecke (12) anschließt, die über die Schneckenflügel in einem Stützlager (7) der Zwischenwand (2) geführt ist, und die Hohlwelle (10) umfangsseitig Bürsten (9) aufweist, die von einem Feinsiebzylinder (8) umschlossen sind, wobei entweder die Hohlwelle (10) drehbar und der Feinsiebzylinder (8) fest angeordnet sind und umgekehrt, und die Förderschnecke (12) jeweils entweder mit der drehbaren Hohlwelle (10) oder dem drehbaren Feinsiebzylinder (8) verbunden ist, und der obere Sammelraum (3) über Öffnungen (11) und die Innenräume von Hohlwelle (10) und Förderschnecke 12 mit den unteren Sammelraum (4) über einen Rohrkörper (14), verbunden ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinsiebzylinder (8) konzentrisch in einem mit dem Behälter (1) verbundenen Zylinderteil (6) angeordnet und befestigt ist, und das Zylinderteil (6) mit großen Löchern für den Durchfluß des Schmutzwassers ausgestattet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (14) mit einen, an den Behälter (1) befestigten Einfüllstutzen (15) zum Einleiten des Abwassers verbunden ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (15) am Rohrkörper (14) tangential angeordnet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (15) am Rohrkörper (14) mittig angeordnet ist und als gabelförmig ausgebildeter Einlaufrechen (16) teilweise in den Rohrkörper (14) hineinragt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gabelförmige Einlaufrechen (16) bogenförmig nach unten gerichtet ist und etwa zu 2/3 in den Rohrkörper (14) einmündet.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelzinken (17) des Einlaufrechens (16) in Strömungsrichtung verjüngt verlaufend ausgebildet sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (14) oberhalb des einmündenden Einfüllstutzens (15) konisch ausgebildet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (10) auf der Hohlwelle (10) sich gegenüberliegend angeordnet sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (9) als Streifen ausgeführt und schraubenförmigförmig auf der Hohlwelle (10) so angeordnet sind, daß die abgestreiften Feststoffe in Richtung des Sammelraums (4) abgeleitet werden.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Feinsiebzylinder (8) längsseitig mehrere Abstreifer (23) sich gegenüberliegend angeordnet sind.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifer (23) als Rundstäbe ausgebildet sind und in entgegengesetzter Richtung zur Steigung der Bürsten (9) angeordnet sind.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrichtung der Förderschnecke (12) zum Sammelbehälter (4) hin verläuft.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das die Förderschnecke (12) umschließende Stützlager (7) mit Rillen (24) versehen ist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (11) der Hohlwelle (10) schlitzförmig, entsprechend der schraubenförmig verlaufenden Bürsten (9) angeordnet sind.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zwischen dem Zylinderteil (6) und dem Feinsiebzylinder (8) gebildeten Hohlraum (18) eine ringförmige Sprüheinrichtung (19) angebracht ist.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Sammelraum (4) eine Drucksonde (27) vorgesehen ist.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (3) mit Sichtfenstern (20; 21) versehen ist.






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