Klärer - Clarifier

Klärbecken sind Absetzbecken mit mechanischen Mitteln errichtet für die kontinuierliche Entfernung von Feststoffen durch ablagern Sedimentation . Ein Klärer wird im Allgemeinen verwendet, um feste Partikel oder suspendierte Feststoffe zur Klärung und/oder Eindickung aus einer Flüssigkeit zu entfernen. Im Inneren des Klärbeckens setzen sich feste Verunreinigungen am Boden des Tanks ab, wo sie von einem Schabermechanismus gesammelt werden. Konzentrierte Verunreinigungen, die vom Boden des Tanks abgegeben werden, werden als Schlamm bezeichnet, während die Partikel, die an die Oberfläche der Flüssigkeit schwimmen, als Abschaum bezeichnet werden.

Drei Abwasser-/Abwasserklärer in der Kläranlage ʻAikahi auf Hawaii. Sie scheinen eine schwimmende Abdeckung zu haben, um den Geruch zu reduzieren, da die Pflanze sehr nahe an einem Wohngebiet liegt.

Rundklärer mit unten rechts sichtbarem Oberflächenskimmer. Während sich der Abschäumer langsam um das Klärbecken dreht, wird abgeschäumtes Schwimmgut in die unten links über dem eingezäunten Gehege sichtbare Falle geschoben.

Anwendungen

Vorbehandlung

Bevor das Wasser in das Klärbecken gelangt, können Gerinnungs- und Flockungsreagenzien wie Polyelektrolyte und Eisen(III)-sulfat zugegeben werden. Diese Reagenzien bewirken, dass fein suspendierte Partikel zusammenklumpen und größere und dichtere Partikel, sogenannte Flocken, bilden, die sich schneller und stabiler absetzen. Dadurch kann die Feststoffabscheidung im Klärbecken effizienter und einfacher erfolgen; beim Energiesparen helfen. Das Isolieren der Partikelkomponenten zuerst mit diesen Verfahren kann das Volumen nachgeschalteter Wasseraufbereitungsprozesse wie der Filtration reduzieren .

Trinkwasseraufbereitung

Wasser, das für den menschlichen Gebrauch gereinigt wird , wird mit Flockungsreagenzien behandelt und dann zum Klärbecken geleitet, wo das ausgeflockte Koagulat entfernt wird, wodurch geklärtes Wasser entsteht. Der Klärer funktioniert, indem er es den schwereren und größeren Partikeln ermöglicht, sich am Boden des Klärers abzusetzen. Die Partikel bilden dann eine untere Schlammschicht, die regelmäßig entfernt und entsorgt werden muss. Das geklärte Wasser durchläuft dann mehrere weitere Schritte, bevor es zur Lagerung und Verwendung geschickt wird.

Abwasserbehandlung

Sedimentationstanks werden seit Jahrtausenden zur Abwasserreinigung eingesetzt.

Die Primärreinigung von Abwasser ist die Entfernung von schwimmenden und absetzbaren Feststoffen durch Sedimentation. Vorklärbecken reduzieren den Gehalt an Schwebstoffen und Schadstoffen, die in diesen Schwebstoffen eingelagert sind. Wegen der großen Menge an Reagens, die für die Behandlung von häuslichem Abwasser erforderlich ist, wird im Allgemeinen auf eine chemische Vorkoagulation und Flockung verzichtet, da verbleibende Schwebstoffe durch nachfolgende Systemstufen reduziert werden. Die Koagulation und Flockung kann jedoch zum Bau einer kompakten Kläranlage (auch „Paketkläranlage“ genannt) oder zum weiteren Polieren des aufbereiteten Wassers eingesetzt werden.

Sedimentationstanks , sogenannte Nachklärbecken , entfernen Flocken von biologischem Wachstum , die bei einigen Methoden der Nachbehandlung einschließlich Belebtschlamm , Rieselfilter und rotierenden biologischen Kontaktoren entstehen .

Bergbau

Zu den Verfahren zur Behandlung von Schwebstoffen in Bergbauabwässern gehören Sedimentation und Flockendeckenklärung und -filtration. Sedimentation wird von Rio Tinto Minerals verwendet, um Roherz zu raffinierten Boraten zu veredeln. Nach dem Auflösen des Erzes wird die gesättigte Boratlösung in einen großen Absetzbehälter gepumpt. Borate schwimmen oben auf der Flüssigkeit, während sich Gestein und Ton am Boden absetzen.

Technologie

Rechteckige Absetzbecken mit über der Flüssigkeitsoberfläche sichtbarem Ablaufwehrbauwerk.

Entleerter kreisrunder Absetzbehälter mit rechts mittigen Einlaufleitblechen, unter der Drehbrücke sichtbare Feststoffabstreifer und Skimmerarme.

Obwohl in Tanks anderer Formen Sedimentation auftreten kann, ist die Entfernung von angesammelten Feststoffen am einfachsten mit Förderbändern in rechteckigen Tanks oder mit Schabern, die sich um die Mittelachse von runden Tanks drehen. Mechanische Vorrichtungen zur Entfernung von Feststoffen bewegen sich so langsam wie möglich, um die Resuspension von abgesetzten Feststoffen zu minimieren. Die Tanks sind so bemessen, dass sie dem Wasser eine optimale Verweilzeit im Tank geben. Wirtschaft bevorzugt kleine Tanks; Wenn die Durchflussmenge durch den Tank jedoch zu hoch ist, haben die meisten Partikel nicht genügend Zeit, um sich abzusetzen, und werden mit dem aufbereiteten Wasser mitgeführt. Große Aufmerksamkeit wird auf die Reduzierung der Wassereinlass- und -auslassgeschwindigkeiten gelegt, um Turbulenzen zu minimieren und ein effektives Absetzen im gesamten verfügbaren Tankvolumen zu fördern. Leitbleche werden verwendet, um zu verhindern, dass sich Flüssigkeitsgeschwindigkeiten am Tankeingang in den Tank erstrecken; und Überlaufwehre wird verwendet , um gleichförmig zu verteilen aus Flüssigkeitsstrom in den Tank über einen weiten Bereich der Oberfläche verließ Resuspension von Partikeln Einschwingzeit zu minimieren.

Röhrensiedler

Tube-Settler-Installation im Klärbecken

Rohrabsetzer werden üblicherweise in rechteckigen Klärbecken verwendet, um die Absetzkapazität zu erhöhen, indem die vertikale Strecke verringert wird, die ein Schwebeteilchen zurücklegen muss. Tube Settler sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich, wie z. B. parallele Platten, Chevron-Form, Rauten-, Achteck- oder Dreiecksform und Kreisform. Hocheffiziente Rohrabsetzer verwenden einen Stapel von parallelen Rohren, Rechtecken oder flachen Stücken, die durch einige Zoll (mehrere Zentimeter) getrennt sind und in Strömungsrichtung nach oben geneigt sind. Diese Struktur erzeugt eine große Anzahl schmaler paralleler Strömungswege, die eine gleichmäßige laminare Strömung fördern, wie durch das Stokes-Gesetz modelliert . Diese Strukturen funktionieren auf zwei Arten:

1. Sie bieten eine sehr große Oberfläche, auf die Partikel fallen und sich stabilisieren können.
2. Da die Strömung zwischen den Platten vorübergehend beschleunigt und dann sofort verlangsamt wird, hilft dies, sehr feine Partikel zu aggregieren, die sich absetzen können, wenn die Strömung die Platten verlässt.

Zwischen 45° und 60° geneigte Strukturen können eine Schwerkraftableitung von angesammelten Feststoffen ermöglichen, aber flachere Neigungswinkel erfordern normalerweise eine regelmäßige Ableitung und Reinigung. Rohrabscheider können die Verwendung eines kleineren Klärers ermöglichen und können die Abscheidung feinerer Partikel mit Verweilzeiten von weniger als 10 Minuten ermöglichen. Typischerweise werden solche Strukturen für schwer zu behandelnde Wässer verwendet, insbesondere solche, die kolloidale Materialien enthalten.

Röhrenabscheider fangen die feinen Partikel ein und ermöglichen den größeren Partikeln, in gleichmäßigerer Form zum Boden des Klärbeckens zu gelangen. Die feinen Partikel bauen sich dann zu einer größeren Masse auf, die dann in den Rohrkanälen nach unten rutscht. Die Reduzierung der im Ablauf vorhandenen Feststoffe ermöglicht eine Reduzierung der Stellfläche des Klärers bei der Konstruktion. Rohre aus PVC- Kunststoff sind ein geringer Kostenfaktor bei der Verbesserung des Klärbeckendesigns und können zu einer 2- bis 4-fachen Erhöhung der Betriebsrate führen.

Betrieb

Um die ordnungsgemäße Verarbeitung eines Klärbeckens aufrechtzuerhalten und zu fördern, ist es wichtig, zuerst alle korrosiven, reaktiven und polymerisierbaren Komponenten oder alle Materialien, die den Wasserauslass verschmutzen könnten, zu entfernen, um unerwünschte Nebenreaktionen, Produktveränderungen oder Veränderungen zu vermeiden Schäden an einer der Wasseraufbereitungsanlagen. Dies geschieht durch routinemäßige Inspektionen, um das Ausmaß der Sedimentbildung festzustellen, sowie durch häufiges Reinigen der Ruhezonen, der Ein- und Auslaufbereiche des Klärbeckens, um Scheuermittel, Einstreu, Unkraut oder Schmutz zu entfernen, die sich möglicherweise darüber angesammelt haben Zeit.

Das in das Klärbecken eingeleitete Wasser sollte kontrolliert werden, um die Geschwindigkeit des Einlassflusses zu reduzieren. Die Reduzierung der Geschwindigkeit maximiert die hydraulische Verweilzeit im Klärbecken für die Sedimentation und hilft, übermäßige Turbulenzen und Vermischung zu vermeiden; wodurch das effektive Absetzen der suspendierten Partikel gefördert wird. Um die offene Durchmischung innerhalb des Klärers weiter zu verhindern und die Verweilzeit der Partikel zum Absetzen zu erhöhen, sollte der Einlassstrom auch gleichmäßig über den gesamten Querschnitt der Absetzzone innerhalb des Klärers verteilt werden, wobei das Volumen bei 37,7 Prozent gehalten wird Kapazität.

Der aus den abgesetzten Partikeln am Boden jedes Klärbeckens gebildete Schlamm kann bei längerem Stehenbleiben klebrig und viskos werden, was seine Entfernung erschwert. Diese Schlammbildung fördert anaerobe Bedingungen und eine gesunde Umgebung für das Wachstum von Bakterien. Dies kann zur Aufwirbelung von Partikeln durch Gase und zur Freisetzung gelöster Nährstoffe in der gesamten Wasserflüssigkeit führen, wodurch die Wirksamkeit des Klärers verringert wird. Auch im weiteren Verlauf der Wasseraufbereitungsanlage können schwerwiegende gesundheitliche Probleme und Probleme auftreten oder die Gesundheit der Fische stromabwärts des Klärbeckens beeinträchtigt werden.

Neue Entwicklung

Es wurden Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen, um die Leistung des Klärers in Abhängigkeit von den Beschränkungen der zu trennenden Substanz zu verbessern.

Die Zugabe von Flockungsmitteln ist üblich, um die Trennung in Klärbecken zu unterstützen, aber Dichteunterschiede des Flockungsmittelkonzentrats können dazu führen, dass das behandelte Wasser eine übermäßige Flockungsmittelkonzentration aufweist. Die gleichmäßige Konzentration des Flockungsmittels kann verbessert und die Dosierung des Flockungsmittels reduziert werden, indem eine Zwischenwand senkrecht zur Strömung im Klärbecken installiert wird.

Die beiden dominierenden Kräfte, die auf die Feststoffpartikel in Klärbecken wirken, sind die Schwerkraft und die Partikelwechselwirkung. Eine unverhältnismäßige Strömung kann zu turbulenten und hydraulischen Instabilitäten und potentiellen Strömungskurzschlüssen führen. Der Einbau von perforierten Prallwänden in modernen Klärbecken fördert eine gleichmäßige Strömung über das Becken. Rechteckige Klärbecken werden häufig wegen hoher Effizienz und niedriger Betriebskosten verwendet. Verbesserungen an diesen Klärbecken wurden vorgenommen, um die Strömung durch Verlängerung und Verengung des Tanks zu stabilisieren.

Siehe auch

• API Öl-Wasser-Abscheider
• Aufgelöste Luftflotation
• Liste der Abwasserbehandlungstechnologien
• Summe Schwebstoffe
• Abwasserbehandlung

Verweise

Literaturverzeichnis