DE69420395T3 - Vorrichtung zur abtrennung von feststoffen aus einer strömenden flüssigkeit - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung für die Abtrennung von schwimmenden und schwebenden Feststoffen von einer strömenden Flüssigkeit unter Einsatz einer kontinuierlichen Ablenkungstrennung und insbesondere aber nicht ausschließlich nichtmechanischer Verfahren und Vorrichtungen.
  • Es gibt zahlreiche Anwendungen, bei denen eine Abtrennung von Feststoffen von einer strömenden Flüssigkeit wünschenswert ist:
  • 1. Abtrennung von Feststoffen aus Regenwasserkanälen.
  • In vielen Gebieten Australiens und auch in anderen Ländern wird Regenwasser in fließende und stehende Gewässer geleitet. Regenwasser ist ein bedeutender Transporteur fester Verschmutzungen wie Kunststoffe, Dosen, Baumäste und Tierfäkalien und anderer in fließende und stehende Gewässer.
  • Es wurden Versuche unternommen, den Transport zumindest eines Teils dieser Materialien zu beschränken. Ein angewendetes Verfahren besteht in der Anbringung von Gitterrosten über den Abflussausgängen, doch haben sich diese im allgemeinen insofern als unbefriedigend erwiesen, als die Gitter groß genug sein müssen, um das Durchströmen des Wassers auch dann noch zu gewährleisten, wenn durch den Wasserdruck Materialien gegen das Gitter gedrückt werden, weshalb das Gitter eine sehr große Öffnungen aufweisen musste. Außerdem können auch solche Gitter blockiert werden, weshalb ein Strömungsweg um dieses herum oder über dieses hinweg geschaffen werden muss, um einen Rückstau von Wasser stromaufwärts im Abflusssystem zu verhindern. Als zweite Alternative wurde die Anwendung bestimmter Systeme vorgeschlagen, wie Zentrifugen und dynamische Abtrennvorrichtungen, um die Abfallstoffe damit zu entfernen. Diese können zwar wirksam sein, doch sind sie zu teuer, um im gesamten Regenwasserkanalsystem zum Einsatz kommen zu können.
  • 2. Abtrennung von Flüssigkeiten in Abwassersystemen.
  • Eine Hauptschwierigkeit bei vielen Abwasseranlagen ist das schiere Volumen der zu bewältigenden Flüssigkeitsmengen. Dies wird bei einem „gemischten" System noch verstärkt, das heißt, bei einem System, in dem sowohl Abwasser wie Regenwasser befördert wird. In vielen Fällen könnten Abwasseranlagen ein größeres Volumen bewältigen, wenn die damit einhergehende Flüssigkeitsmenge reduziert würde, wenn beispielsweise Flüssigkeit aus dem Abwassersystem entfernt würde, bevor diese in die Hauptleitungen gelangt. Dies ist bisher als nicht machbar betrachtet worden.
  • Außerdem gibt es Regionen, in denen Regenwasser und Abwasser über das selbe System entsorgt werden. Dies kann zu Schwierigkeiten führen, wenn es zu schweren Regenfällen kommt, die das System überlasten, da es nicht wünschenswert ist, wenn das unbehandelte Abwasser in das Überflusssystem gelangt.
  • 3. Entfernung von Verschmutzungen aus Industrieabwässern.
  • Viele Industrieanlagen zahlen enorme Beträge für die Entsorgung verschmutzter _ Flüssigkeiten in das Kanalsystem. Es wäre in hohem Maße wünschenswert, einen Teil der Verunreinigungen abzutrennen, bevor das Abwasser in das Kanalsystem gelangt. Es wäre sowohl für das Unternehmen wie auch für die Behörde vorteilhaft, wenn die Kosten einer solchen frühzeitigen Entfernung von Verschmutzungen geringer wären als die Kosten für eine spätere Entsorgung.
  • 4. Abtrennung von Feststoffen von Flüssigkeiten in Industrieanwendungen einschließlich Nahrungsmittelverarbeitung.
  • Der Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung nichtmechanischer Verfahren und einer Vorrichtung zur Abtrennung schwimmender und schwebender Feststoffe von strömenden Flüssigkeiten.
  • DE-A-1442417 offenbart eine Vorrichtung zur Abtrennung von Feststoffen in strömenden Flüssigkeiten, wobei die Vorrichtung ein Gitter enthält, das einen Überlauf mit klingenartigen Umlenkplatten bildet, die in einem Winkel zur Strömungsrichtung angeordnet sind und zwischen sich durch teilweise Überlappung schlitzartige Durchgänge für die Flüssigkeit bilden, von der die Feststoffe entfernt wurden.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffen oder partikelförmigen Stoffen von einer in Relation zur Vorrichtung in einer Strömungsrichtung durch die Vorrichtung entlang einem Strömungsweg strömenden Flüssigkeit geschaffen, wobei die Vorrichtung mit einer Trennplatte versehen ist, die in dem Strömungsweg der Flüssigkeit angeordnet ist, wobei die Trennplatte eine Seite besitzt, entlang der die Flüssigkeit verläuft, die Trennplatte mehrere Öffnungen vorbestimmter Größe umfaßt, die Abmessung jeder Öffnung in jeglicher Richtung wesentlich kleiner ist als die Plattenabmessung in dieser Richtung, die Öffnungen unter einem Winkel zu der Strömungsrichtung der Flüssigkeit liegen und an der Platte angeordnet sind, wobei die Platte den Öffnungen zugeordnete, vorstehende Segmente aufweist, die sich von der Seite der Platte weg erstrecken, um in den Strömungsweg zu ragen und eine geschlossene Fläche für die in Strömungsrichtung strömende Flüssigkeit zu bilden, so daß die durch die Öffnungen strömende Flüssigkeit nur Feststoffe oder partikelförmige Stoffe enthält, die kleiner als eine vorbestimmte Größe sind, und im Betrieb festes oder teilchenförmiges Material, welches größer als die vorbestimmte Größe ist, im wesentlichen an einem Haftenbleiben oder an einem Verstopfen der Trennplatte gehindert wird.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Abtrennen von Feststoffen oder partikelförmigen Stoffen von einer in Relation zu der Vorrichtung strömenden Flüssigkeit geschaffen, wobei das Verfahren die Schritte der Positionierung einer Abtrennvorrichtung gemäß der Erfindung im Weg der relativen Strömung der Flüssigkeit umfasst, so dass die Trennplatte eine geschlossene Fläche in Richtung der relativen Strömung der Flüssigkeit bietet.
  • Wenn in dieser Spezifikation von Wasserströmung die Rede ist, so ist darunter eine relative Wasserströmung zu verstehen, und es können demnach Umstände herrschen, wo sich die Trennplatte ebenfalls oder anstatt des Wassers bewegt.
  • Im Sinne eines besseren Verständnisses der Erfindung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die bestimmte Beispiele der Erfindung darstellen:
  • 1 ist eine Draufsicht durch ein Beispiel einer Abtrennvorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 2 ist ein senkrechter Querschnitt entlang der Linie a–a der 1;
  • 3 ist ein senkrechter Querschnitt entlang der Linie b–b der 1;
  • 4 ist eine Ansicht entlang des Pfeiles „4" der 1;
  • 5 stellt einen senkrechten Querschnitt durch ein zweites Beispiel einer Abtrennvorrichtung gemäß dieser Erfindung dar;
  • 6 stellt ein vergrößertes Detail des senkrechten Querschnitts durch die Trennplatte dar;
  • 7 stellt ein Beispiel einer Installation von Trennplatten in einem Kanal oder einem Fluss zur Entfernung von Feststoffen von einer strömenden Flüssigkeit und nachfolgender Sammlung und Lagerung dar;
  • 8 stellt einen vergrößerten Querschnitt a–a durch die Rückhaltekammern dar;
  • 9 stellt einen vergrößerten waagrechten Querschnitt durch die Trennplatte dar;
  • 10 stellt eine vergrößerte Aufrissansicht der Trennplatte dar, betrachtet in Richtung der Kanalströmung von 9 vom Betrachtungspunkt „10", wobei die Öffnungen dem Blick im wesentlichen verborgen sind;
  • 11 stellt eine vergrößerte Aufrissansicht der Trennplatte von dem Winkel aus dar, der maximal geöffneten Raum in 9 vom Betrachtungspunkt „11" ergibt;
  • 12 stellt eine Seitenaufrissansicht eines Systems dar, das Wasser vom Abwasser entfernen kann, während die Feststoffe sich weiterbewegen können, und ist gleichzeitig eine Ansicht entlang der Linie 12–12 der 13;
  • 13 stellt eine Draufsicht des Systems der 12 dar;
  • 14 stellt eine Ansicht entlang der Linie 14-14 der 13 dar;
  • 15 stellt eine Ansicht entlang der Linie 15-15 der 13 dar;
  • 16 stellt einen Zylinder dar, der mechanisch in eine Richtung betrieben wird, die den vorspringenden Ablenkungsabschnitten der Abtrennvorrichtung entgegengesetzt ist, welche die Ablenkung von partikelförmigen Stoffen von der Vorrichtung veranlassen, während die Flüssigkeit über die Öffnungen passieren kann;
  • 17 stellt eine mechanisch betriebene Vorrichtung mit inneren Ablenkungssegmenten und Öffnungen dar;
  • 18 stellt einen senkrechten Längsquerschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dar;
  • 19 stellt ein vergrößertes Detail des Querschnitts durch die untere Trennplatte der 18 dar;
  • 20 stellt einen senkrechten Längsquerschnitt durch ein weiteres Beispiel dieser Erfindung dar, welches einen wassergefüllten Sammelbehälter für Feststoffe aufweist;
  • 21 stellt ein vergrößertes Detail des Querschnitts durch die obere Trennplatte der 20 dar;
  • 22 stellt eine Draufsicht einer Anordnung mit einer Trennplatte der Erfindung und einer dynamischen Abtrennvorrichtung dar, wobei das Volumen des Wassers im Verhältnis zu festem Material begrenzt werden kann; und
  • 23 stellt einen Querschnitt entlang der Linie 23–23 der 22 dar.
  • Unter Bezugnahme zunächst auf 1 bis 4 beschreiben wir eine Vorrichtung, bei der es sich um eine Grobverschmutzungsfalle handelt, die beispielsweise im Strömungsverlauf eines Regenwasserkanals platziert ist.
  • Bevor wir dies im Detail beschreiben wollen, ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung gleichermaßen für große Anwendungen verwendbar ist, wie in offenen Kanälen, Speiseleitungen und Hauptkanalsträngen, oder auch in kleineren Anwendungen wie für Parkplätze. Im ersten Anwendungsfall kann die Vorrichtung in situ gegossen oder aber aus vorgegossenen Bestandteilen zusammengebaut werden, im zweiten Fall könnte sie aus einer vorgegossenen Konstruktion bestehen.
  • Die Art der in 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung kann als größere Konstruktion betrachtet werden, und in diesem Fall lässt sich die Vorrichtung in eine Regenwasseranlage rückrüsten, vorzugsweise in einem ausreichend zugänglichen Bereich.
  • Die Vorrichtung ist mit einem Sammelbehälter 10 versehen, der – wie dargestellt – an eine Trennkammer 16 angrenzt. Der Sammelbehälter 10 ist neben der ursprünglichen Position des Regenwasserkanals angebracht, der unterbrochen ist, um einen Einlass 11 in die und einen Auslass 12 aus der Trennkammer zu gewährleisten. Da der Sammelbehälter in bestimmten Intervallen gereinigt werden muss, ist die Größe des Sammelbehälters so bemessen, dass ein gewünschtes Intervall zwischen den Reinigungsvorgängen gegeben und die Rezirkulation von Flüssigkeit in die Trennkammer möglich ist. Er kann in Form und Abmessungen variieren, um spezifischen Standort- und Projekterfordernissen gerecht zu werden.
  • Die Trennkammer ist mit der Trennplatte 13 versehen, bei der es sich vorzugsweise um eine Platte aus rostfreiem Stahl handelt, wie im weiteren beschrieben wird, und welche den Einlass 11 vom Auslass 12 trennt. Parallel zu der Trennplatte kann eine Rückhalte- und Strömungsumlenkplatte 14 angebracht sein, die im wesentlichen parallel zu der Trennplatte und von dieser beabstandet angeordnet sein kann. Diese Umlenkplatte 14 muss so angeordnet sein, dass eine Rezirkulation möglich ist, und kann sich vorzugsweise von der Oberseite der Kammer zur Aufnahme schwimmender Teile bis unter die Unterkante der Trennplatte erstrecken, um eine Rezirkulation zu erlauben.
  • Eine Umlenkplatte 15 mit hohem Niveau kann vorgesehen sein, um schwimmende Teile unter extremen Bedingungen zurückzuhalten.
  • Wie dargestellt, ist die Trennplatte 13 perforiert, allerdings so geformt, dass sie der einströmenden Flüssigkeit eine geschlossene Fläche bietet. Wie aus 6 ersichtlich, kann die Platte deformiert werden, so dass sich mehrere Oberflächen 20 ergeben, die gegen die Strömung gerichtet sind und welche hinter sich mehrere Öffnungen 21 aufweisen, die durch die Platte reichen. Eine derartige Bildung ist durch eine erweiterte Maschenweite gekennzeichnet.
  • Die Trennplatte kann noch auf andere Weisen gebildet sein, einschließlich der Verwendung einer Reihe von Stäben oder Flachstangen, die so angeordnet sind, dass sie gegen die Strömung hin eine geschlossene Fläche bilden, aber mit Öffnungen hinter und zwischen sich.
  • Es wird in dieser und in anderen zu beschreibenden Ausführungsbeispielen bevorzugt, dass die geschlossene Fläche als ganze einen positiven Winkel zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit bietet. Der bevorzugte Winkel variiert bei unterschiedlichen Anwendungen der Endung und kann von nahezu Querstellung zur Strömung zu einer im wesentlichen Parallelstellung zu der Strömung reichen.
  • Wenn Flüssigkeit durch den Einlass eindringt, wird der Sammelbehälter 10 zunächst gefüllt, und die Flüssigkeit wird dann dazu gebracht, sich entlang der Trennplatte 13 zu bewegen und in dieser Bewegung von der Rückhalte- und Umlenkplatte 14 eingeschränkt.
  • Da zwischen dem Einlass 11 und dem Auslass 12 effektiv ein hydraulisches Gefälle vorhanden ist, kommt es während der Bewegung der Flüssigkeit und mitgeführter Feststoffe entlang der Platte 13 zu einer Bewegung von Flüssigkeit durch die Öffnungen 21 zum Auslass 12. Die Feststoffe haben, wenn sie auf die Platte treffen, die Tendenz, sich durch das vorwärtsgerichtete Moment der Flüssigkeit die Platte entlang und infolge der Schwerkraft nach unten zu bewegen. Sollten Feststoffe auf die Platte treffen, die größer als die Öffnungen sind, so ermöglicht die Vorwärtsbewegung der Flüssigkeit eine Selbstreinigung der Oberfläche der Platte, so dass geringe oder keine Blockierungen eintreten. Es kann deshalb darauf vertraut werden, dass die Vorrichtung längere Zeiträume ohne Blockierung der Platte übersteht, wobei einzig der Sammelbehälter in regelmäßigen Abständen gereinigt werden muss, ehe er mit Feststoffen überfüllt ist.
  • Infolge der Bewegungsform hat sich herausgestellt, dass die Anordnung so beschaffen ist, dass nicht nur Feststoffe, die größer als die Öffnungen sind, zurückgehalten werden, sondern auch viele kleinere.
  • Die Feststoffe werden durch den Sammelbehälter geführt, wo sie unter Schwerkrafteinwirkung zum Abfallen neigen, während einige, vorwiegend leichtere Materialien mehr als einmal an der Trennplatte vorbei geführt werden können. Die in den Sammelbehälter eindringende Flüssigkeit hat die Tendenz, sich bogenförmig zu bewegen, und ein Großteil des Materials fällt nach seiner ersten Bewegung durch diesen hindurch in den Sammelbehälter, also bevor es erneut die Oberfläche der Trennplatte entlang geführt wird.
  • Auch schwimmende Teile werden im Sammelbehälter festgehalten. Wenn aber die stromaufwärtige Kontrolle schwimmender Teile gut funktioniert; etwa durch eine ähnliche Vorrichtung an größeren Quellen, wie Take-away-Essenausgaben, werden wahrscheinlich keine großen Mengen schwimmender Teile zurückgehalten werden müssen.
  • Zur Wartung und Erhaltung der Vorrichtung muss lediglich der Sammelbehälter 10 in regelmäßigen Abständen geleert werden, um übermäßigen Stau von Feststoffen im Sammelbehälter zu verhindern.
  • Unter extremen Bedingungen, etwa bei Überschwemmungen oder überschwemmungsähnlichen Verhältnissen, wird sich erweisen, dass die Vorrichtung der Erfindung keine Schwierigkeiten bereitet. Die Vorrichtung kann so ausgelegt werden, dass sie ebensoviel Wasser wie der Einlass des Regenwasserabflusses umschlägt.
  • Wenn es beispielsweise infolge schlechter Wartung zu einem Feststoffstau im Sammelbehälter kommt, kann ein Überfluss über die Trennplatte gewährleistet werden. Für diese Umstände halten wir die Umlenkplatte 15 mit hohem Niveau bereit, die sich von unmittelbar unterhalb der Oberkante der Trennplatte zur Oberkante der Strömungsumlenkplatte erstreckt und dazu dient, die schwimmenden Teile zurück zu halten.
  • Unter Bezugnahme auf 5 und 6 illustrieren wir eine einfache Konstruktion, welche die Erfindung nutzbar macht und in offenen Kanälen oder ähnlichen Einrichtungen verwendbar ist.
  • Die Flüssigkeit, welche schwebende und schwimmende Feststoffe enthält, strömt durch den Einlass 24 in die Trennkammer 23. Die Kammer ist durch eine Trennplate 22, die an der Unterkante an der Auslassseite der Kammer 23 befestigt und in einem Winkel gegen den Einlass 24 geneigt ist, in eine Einlass- und eine Auslassseite unterteilt. Wiederum bildet die Platte 22 eine geschlossene Fläche für die einströmende Flüssigkeit, aber - wie hinsichtlich des vorigen Ausführungsbeispiels beschrieben - Flüssigkeit kann durch die Platte 22 und zum Auslass 25 gelangen.
  • Die Platte 22, die Seiten des Einlasses 24 und die Einlassseiten der Kammer 23 erstrecken sich ausreichend weit in eine Höhe oberhalb der Oberfläche, dass schwimmende Feststoffe daran gehindert werden, zur Auslassseite der Kammer 23 zu gelangen.
  • Die Platte 22 kann auf eine Seite geneigt werden, um die Bewegung der schwimmenden Materialien zur Seite hin und weg von der Platte zu unterstützen.
  • Wiederum ist die Trennplatte 22, wie weiter oben beschrieben, aus einer Reihe von Segmenten 20 zusammengesetzt, die abgewinkelt sind, wenn sich die Platte in der gewünschten Ausrichtung befindet, und deshalb eine im wesentlichen geschlossene Fläche gegenüber dem Flüssigkeitsstrom bildet, und einer entsprechenden Reihe von im wesentlichen waagrechten Öffnungen 21, die ein Strömen der Flüssigkeit nach oben und durch die Platte 22 zu der Auslassseite der Kammer 23 und schließlich zum Auslass 25 ermöglichen.
  • Die im wesentlichen waagrechte Ausrichtung der Öffnungen 21 in der Platte 22 verringert in Kombination mit der im allgemeinen nach unten führenden Flüssigkeitsströmung über die Einlassseite der Platte die Wahrscheinlichkeit von Verstopfungen und Blockierungen der Öffnungen durch die schwebenden Feststoffe. Ein großer Teil der kinetischen Energie der schwebenden Feststoffe wird zerstreut, wenn diese abgelenkt und an der Platte nach unten gezwungen werden, wodurch sie gezwungen werden, sich im Sammelbehälter 26 am Boden der Kammer 23 niederzulassen. Diese Feststoffe können ebenso wie nach unten auch dazu veranlasst werden, sich zur Seite zu bewegen.
  • Die gesammelten Feststoffe werden periodisch mit manuellen oder mechanischen Mitteln beseitigt.
  • Unter Bezugnahme auf 7 bis 11 wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, welches eine Verwendung der Erfindung als Sperrbalken oder ähnliches über einen Wasserweg oder einen Kanal darstellt. Die Trennplatte 31, die aus einem Stück oder aus einander überlappenden Segmenten bestehen kann, wird in der strömenden Flüssigkeit in einem Winkel angebracht, so dass schwebende und schwimmende Feststoffe in die seitliche Sammelkammer 32 abgelenkt werden. Die Platte 31 erstreckt sich vorzugsweise weit genug unter das Oberflächenniveau, um schwimmende und oberflächennahe schwebende Feststoffe zu erfassen. Sie kann im Falle einer Kanal- oder Flussinstallation, wie in 7 dargestellt - von einem gespannten Kabel 33 gehalten werden, das mit einem Ende an der Bank 34 und mit dem anderen Ende an einem Pfeiler 35 im Kanal befestigt werden kann. Sie kann durchgehend über die Breite des Flusses eingesetzt sein, oder - wie in 7 dargestellt - nur über einen Teil desselben reichen und an einer strategischen Stelle nahe einer Biegung so platziert sein, dass die Menge der erfassten Feststoffe maximiert wird.
  • Die Sammelkammer 32 weist eine Öffnung 36 zum Kanal hin auf, die zwar normalerweise geöffnet, in regelmäßigen Abständen aber auch mittels eines mechanisch betriebenen Tores 37 geschlossen wird, um weiteres Eindringen von Flüssigkeiten und Feststoffen zu verhindern. Wenn dieses Tor 37 geschlossen wird, wird das mechanisch betriebene Tor 38 zur Ablagerungskammer 39 geöffnet, so dass alle Flüssigkeit und Feststoffe von der Sammelkammer 32 eindringen können. Wenn die Sammelkammer 32 leer ist, wird das Tor 38 zur Ablagerungskammer 39 geschlossen, und das Tor 37 zum Kanal wird erneut geöffnet, damit Flüssigkeit und Feststoffe in die Sammelkammer 32 eindringen können.
  • Die Ablagerungskammer 39 enthält einen oben offenen, abnehmbaren Korb 40, der aus ähnlichem Material wie die Trennplatte gefertigt ist, damit die Flüssigkeit durch den Korb zum unteren Abschnitt 41 der Ablagerungskammer fließen kann, von wo sie entfernt und mittels mechanischer Mittel, wie etwa einer Pumpe 42, in den Kanal abgegeben wird. Die Feststoffe werden im Korb 40 zurückgehalten, der in regelmäßigen Abständen abgenommen und entleert werden kann. Beide Kammern sind mit abnehmbaren Deckeln 45 versehen.
  • Die Trennplatte 31 in diesem Beispiel ist eine Streckmetallplatte aus rostfreiem Stahl, die in einer im wesentlichen senkrechten Ebene und in einem Winkel gegen die Strömungsrichtung angebracht ist, so dass die festen Segmente 43, Figur 9, eine im wesentlichen geschlossene Fläche bilden, wenn sie aus der Strömungsrichtung betrachtet werden, und die Feststoffe entlang der Richtung der Platte 31 abgelenkt werden. Die Flüssigkeit dringt frei durch die Öffnungen 44, Figur 11, in der Platte und setzt ihren Strom unbehindert von der Platte 31 fort.
  • 12 bis 15 stellen ein System dar, bei dem Flüssigkeit aus dem Abwasser entfernt werden kann, so dass das Abwasser, gemeinsam mit ausreichend Flüssigkeit, um als wirksames Trägermedium dienen zu können, möglicherweise über eine Pumpenstation in einen Hauptabwasserkanal weitergeleitet und die Flüssigkeit in
  • eine Aufbereitungsanlage geleitet werden kann, wo sie entweder so weit behandelt wird, dass sie beispielsweise für Bewässerungszwecke oder sogar als Trinkwasser benützt werden kann.
  • Es versteht sich, dass die Kapazitäten von Abwasserkanälen und Aufbereitungsanlagen durch die durch- bzw. einfließenden Flüssigkeitsmengen beschränkt werden. Wenn die Flüssigkeitsmenge beschränkt werden kann, ermöglicht dies größere Kapazitäten als andernfalls der Fall wäre.
  • Abwässer werden oft durch Pumpenstationen geleitet, und wenn eine Abtrennung der Flüssigkeit vom festen Material erforderlich ist, muss eine solche Abtrennung vor jeglichem Pumpvorgang erfolgen, der das Material tendenziell homogenisiert.
  • Das System der 12 bis 15 enthält einen Kanal 100, der die Flüssigkeits/Feststoffmischung trägt, und auf einer Seite desselben befindet sich eine Trennplatte 101, welche dieselben Eigenschaften wie die weiter oben beschriebenen Platten haben kann.
  • Auf der Seite der Platte 101, die dem Kanal 100 abgewendet ist, befindet sich ein Flüssigkeitsaufnahmebereich 102 mit einer Außenwand 103.
  • Die Außenwand 103 bestimmt das Volumen des Materials, das durch das Gitter passieren kann, und die konisch zulaufende Form unterstützt die Erhaltung ähnlicher Oberflächegradienten zu beiden Seiten der Platte 101.
  • Wenn das Strömungsvolumen ausreicht, kann es wünschenswert sein, auf jeder Seite des Kanals Trennplatten angebracht zu haben; der Anbringungsort der anderen Trennplatte und deren Aufnahmebereich und Wand sind in der unterbrochenen Linie in 13 dargestellt.
  • Die Außenwand ist mit einem Auslass 104 versehen, der mit den Toren 105 und 106 geschlossen werden kann. Das Tor 105 kontrolliert wirksam das Gefälle im Kanal 100, wenn Flüssigkeit durch die Platte 101 dringt und das Niveau der Oberkante des Tores 105 erreicht, bevor Flüssigkeit zum Auslass 104 weitergeleitet wird. Das Tor 106 unterstützt die Regelung der Größe des Auslasses und auf diese Weise die Strömungsmerkmale. Dies kann insbesondere eine Regelung des effektiven Gefälles bewirken und dermaßen sicherstellen, dass die Strömung durch den Kanal so beschaffen ist, dass das Sieb 101 selbstreinigend ist.
  • Bezugnehmend auf 16 wird die Vorrichtung 61 in einer Flüssigkeit 64 mit partikelförmigem Material untergebracht und wie unter 63 gezeigt in eine Richtung rotiert, dass eine relative Bewegung und Ablenkung durch die vorspringenden Segmente 68 hervorgebracht wird, während die Flüssigkeit mittels der Öffnungen 67 durch die Oberfläche 62 der Vorrichtung dringen kann. Flüssigkeit wird von der Innenseite des Zylinders 66 entfernt. Die Vorrichtung wird um ihren Mittelpunkt 65 rotiert.
  • Möglicherweise wird bevorzugt, dass die Flüssigkeit 64 ebenfalls veranlasst wird, sich in Relation zu der Vorrichtung zu bewegen, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten.
  • Bezugnehmend auf 17 weist die Vorrichtung 69 eine konische Form auf und wird um ihre Achse 70 in einem abwärts gerichteten Winkel rotiert, so dass die Öffnungen 73 aus einem senkrechten Blickwinkel vom Inneren der Vorrichtung 69 geschlossen erscheinen. Flüssigkeit mit partikelförmigem Material 74 dringt durch die kleinere Öffnung 77 ein und strömt über die innere Oberfläche der Vorrichtung 78. Die vorspringenden Umlenksegmente 72, wie in Detail 71 dargestellt, veranlassen das partikelförmige Material dazu, die innere Oberfläche der Vorrichtung entlang zu strömen und an der größeren Öffnung 76 auszudringen, während Flüssigkeit um die Umlenksegmente 72 durch die Öffnungen 73 und nach unten weg von der Vorrichtung 75 strömen kann. Dieser Vorgang wird von der Rotation 79 unterstützt.
  • Bezugnehmend auf 18 bis 21 wird eine Vorrichtung geschaffen, die unter Verwendung des Prinzips der Erfindung auf der Wirkung der Schwerkraft auf die Flüssigkeitsbewegung durch die Trennplatte beruht.
  • In diesem Ausführungsbeispiel dringt die Flüssigkeits/Feststoffmischung durch den Einlass 81 in den oberen Teil der Einlassseite der Trennkammer 95, wobei sie über eine im wesentlichen waagrechte Verteilerplatte 82§ strömt, damit die Strömung vom beschränkten Einlass 81 sich zu den Seiten der Kammer ausbreiten kann. Sie strömt sodann weiter über die Richtungsplatte 83, die gebogen ist, um die Strömung noch weiter bis zur Breite der Kammer zu verteilen und sie gegen die obere Trennplatte 84 zu lenken. Die Verteilerplatte 82 und die obere Trennplatte 84 sind im wesentlichen tangential zu der gebogenen Strömungsplatte 83 an deren Ober- bzw. Unterkante angeordnet.
  • In diesem Beispiel der Erfindung ist die Trennplatte 84 aus Streckmetallblechen gefertigt. Die Öffnungen 91 in der Platte sind einzeln in einer im wesentlichen senkrechten Ebene angeordnet, während die verbindenden festen Segmente 92 eine positive Abwärtsneigung in Richtung der Strömung aufweisen. Sie bilden eine Reihe kleiner, abfallender Stufen, über welche die größeren Feststoffe mittel Schwerkraft und der Kraft der strömenden Flüssigkeit zu dem Feststoftsammelbehälter 86 an der Unterseite der Platte 84 geleitet werden. An der Unterseite der Trennplatte 84 kann eine gerade oder gebogene Feststoffübergangsplatte 85 angeordnet sein, um die Beseitigung bestimmter Feststoffarten von der Platte zu unterstützen.
  • Die der Trennplatte 84 zunächst liegende Flüssigkeitsschicht wird Druck mittels der Schwerkraft und der darüberliegenden Flüssigkeitsdecke ausgesetzt, und auf jeder Stufe in der Platte 84 dringt ein Teil der Flüssigkeit durch die Öffnungen 91, um in die darunterliegenden Auslasssammelbehälter 89 zu fallen und von da zum Auslass 90.
  • Der Feststoftsammelbehälter 86 weist auf mindestens einer Seite eine rückwärts geneigte Trennplatte 87 auf, die an der Auslassseite des Behälters 86 befestigt ist. Diese untere Trennplatte 87 ist mit einer Reihe senkrechter oder rückwärts geneigter fester Segmente 94 gebildet, die den Feststoffen im Behälter 86 eine im wesentlichen feste Fläche bieten, und mit einer entsprechenden Reihe von im wesentlichen waagrechten Öffnungen 93, die der Flüssigkeit und feineren schwebenden Feststoffen ermöglichen, unter Einwirkung von Wasserdruck durch die Platte 87 und von da zum Auslassbehälter 89 und zum Auslass 90 zu passieren.
  • Eine Feststoffablenkplatte 88 kann unterhalb des unteren Abschnitts der oberen Trennplatte 84 angebracht sein, von der Oberkante der Übergangsplatte 85 nach unten geneigt, um die untere Trennplatte 8 abzudecken. Flüssigkeiten und feinere schwebende Feststoffe, die von der oberen Trennplatte 84 herunterfallen, werden zum Auslasssammelbehälter 89 und von dort zum Auslass 90 geleitet.
  • In einem weiteren, ähnlichen Beispiel der Erfindung, das in 20 dargestellt ist, ist der Feststoffsammelbehälter 100 durch die untere Trennplatte 87, die an ihrer Unterkante an der Auslassseite des Behälters 100 befestigt ist und in einem Winkel gegen die Unterkante der Übergangsplatte 85 zurück geneigt ist, in Einlass- und Auslassseiten unterteilt. Der Teil der Flüssigkeit, welcher den Behälter 100 erreicht, wird mittels Wasserdrucks durch die untere Trennplatte (gebildet mit Öffnungen und festen Segmenten wie im Beispiel oben), in die Auslassseite des Behälters 100, über die Lippe 101 des Behälters 100 in den Auslasssammelbehälter 89 hinein und von dort zum Auslass 90 gezwungen. In allen anderen Hinsichten entspricht dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung dem vorigen Ausführungsbeispiel.
  • Das Ausführungsbeispiel der 22 und 23 stellt die Anwendung des Konzepts der Erfindung gemeinsam mit einer dynamischen Abtrennvorrichtung dar. Dieses Ausführungsbeispiel kann besonders nützlich sein für ein gemischtes System von Regen- und Abwasserkanal. Wie zuvor erwähnt, wird von solchen Systemen normalerweise die Abwasserlast getragen, welche - beispielsweise bei einem schweren Gewitter - vielfach multipliziert werden kann. Es ist gut möglich, dass Abwasseraufbereitungsanlagen nicht die Kapazität haben, die verstärkte Strömung aufzunehmen, und es kann zu einem Verlust von rohem Abwasser und im Regenwasser mitgeführtem Material kommen.
  • In dem Ausführungsbeispiel trägt der Einlass 110 unter normalen Bedingungen Abwasser und alles Regenwasser, das in die Kammer 112 eindringt und von dort zur dynamischen Abtrennvorrichtung 115 gelangt. Darin passieren das Abwasser und das Wasser durch die Öffnung 116 zum Auslass 117.
  • Unter Bedingungen mit größerer Strömung bei größeren Regenwassermengen bewegen sich die Flüssigkeit und mitgeführte Feststoffe, die durch den Einlass 110 kommen, entlang der Trennplatte 113, die wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen beschrieben funktioniert, und Wasser dringt durch die Platte 113, während die mitgeführten Feststoffe entlang der Oberfläche der Platte zur dynamischen Abtrennvorrichtung 115 bewegt werden. Auf diese Weise wird die Menge des Wassers beschränkt, welches in die dynamische Abtrennvorrichtung eindringt. Mit dieser verstärkten Strömung wird es auch zu einer Ansammlung der Feststoffe angrenzend an die Mitte der dynamischen Abtrennvorrichtung kommen, und diese bewegen sich gemeinsam mit dem mitgeführten Wasser durch Wirbelwirkung in die Mitte und gehen durch den Auslass 116. Der Rest des Wassers wird tendenziell durch weiteres eintreffendes Wasser ersetzt; es wird sich um die Umlenkplatte 114 bewegen und die Neigung zeigen, wieder in die Kammer 112 einzudringen.
  • Die Kapazitäten der Kammer 112 und der dynamischen Abtrennvorrichtung 115 können so ausgewählt werden, dass der maximale Auslass der Abtrennvorrichtung dem an der Abwasseraufbereitungsanlage akzeptierbaren Maximum und dem maximalen Durchsatz entspricht, damit die Anlage die zu erwartenden Maximalströmungen bewältigt.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum Trennen von festen oder teilchenförmigen Stoffen von einer Flüssigkeit, die relativ zu der Vorrichtung in einer Strömungsrichtung durch die Vorrichtung entlang einem Strömungsweg strömt, wobei die Vorrichtung eine Trennplatte enthält, die in dem Strömungsweg der Flüssigkeit angeordnet ist, und die eine Fläche aufweist, entlang der die Flüssigkeit verläuft, wobei die Trennplatte mehrere Öffnungen vorbestimmter Größe enthält, die Abmessung jeder Öffnung in beliebiger Richtung wesentlich kleiner ist als die Plattenabmessung in dieser Richtung, die Öffnungen unter einem Winkel zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit angeordnet sind, wobei die Platte vorstehende, den Öffnungen zugeordnete Segmente aufweist, die sich von der Fläche der Platte weg erstrecken, um in den Strömungsweg zu ragen und eine geschlossene Fläche für die in der Strömungsrichtung strömende Flüssigkeit bieten, derart, daß die durch die Öffnungen strömende Flüssigkeit nur feste oder teilchenförmige Stoffe enthält, die kleiner als die vorbestimmte Größe sind, und daß im Betrieb feste oder teilchenförmige Stoffe, die größer als die vorbestimmte Größe sind, im wesentlichen an einem Haftenbleiben an der Trennplatte oder an deren Verstopfung gehindert sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Trennplatte die Form einer gekrümmten Struktur (66, 69) hat.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Trennplatte die Form einer im wesentlichen zylindrischen Struktur (66) hat.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Trennplatte eine im wesentlichen zylindrische Struktur (66) mit einem offenen Ende aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Flüssigkeitsstrom durch die Vorrichtung als Ergebnis einer Bewegung der Trennplatte relativ zu der Flüssigkeit zustande kommt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Trennplatte dazu ausgebildet ist, sich relativ zu der Flüssigkeit zu drehen.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung zusätzlich eine Strömungsumlenk-Prallplatte (14) enthält, die parallel zu und mit Abstand von der Trennplatte angeordnet ist, um eine Umwälzung der Flüssigkeit und die Aufnahme von Schwebestoffen zu ermöglichen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Vorrichtung eine weitere Prallplatte (15) aufweist, die sich von gerade unterhalb des oberen Endes der Trennplatte bis hin zu dem oberen Ende der Strömungsumlenk-Prallplatte (14) erstreckt, und die zum Zurückhalten von Schwebestoffen dient.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Strömungsumlenk-Prallplatte (14) eine nach unten gerichtete Prallplatte ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung eine Aufnahme (10; 26; 32; 39; 100) zum Sammeln der festen oder teilchenförmigen Stoffe enthält.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung zusätzlich Mittel (40; 42) zum Beseitigen des festen oder teilchenförmigen Materials aus der Aufnahme enthält.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Mittel zum Beseitigen des festen oder teilchenförmigen Materials aus der Aufnahme beinhalten, daß die Aufnahme (39) mit einem herausnehmbaren Behälter (40) versehen ist, in welchem die festen oder teilchenförmigen Stoffe innerhalb der Aufnahme während des Betriebs der Vorrichtung aufgenommen werden.
  13. Verfahren zum Trennen von festen oder teilchenförmigen Stoffen von einer Flüssigkeit, die relativ zu der Vorrichtung strömt, wobei das Verfahren die Schritte des Positionierens einer Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in dem Weg der relativen Strömung der Flüssigkeit beinhaltet, so daß die Trennplatte der Strömungsrichtung der Flüssigkeit eine geschlossene Oberfläche entgegensetzt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, umfassend den Schritt des Bewegens der Trennplatte relativ zu der Flüssigkeit, um zu veranlassen, daß die Flüssigkeit durch die Vorrichtung strömt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Trennplatte relativ zu der Flüssigkeit gedreht wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, umfassend den Schritt des Sammelns der festen oder teilchenförmigen Stoffe in einer Aufnahme (10; 26; 32; 39; 100).
  17. Verfahren nach Anspruch 16, umfassend den Schritt des Beseitigens der festen oder teilchenförmigen Stoffe aus der Aufnahme.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Schritt des Beseitigens der festen oder teilchenförmigen Stoffe aus der Aufnahme beinhaltet, daß ein herausnehmbarer Behälter (40) entfernt wird, in dem die festen oder teilchenförmigen Stoffe innerhalb der Aufnahme aufgenommen werden können, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist.
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