Bei der Fest-/Flüssigtrennung werden die Feststoffe, sofern sie schwerer als die Flüssigkeit sind, durch Sedimentieren am Boden abgesetzt. Der abgesetzte Feststoff wird dann mechanisch mit entsprechenden Schiebeeinrichtungen oder durch eine entsprechende Anordnung von Ven- tilen und Pumpen abgeführt und separat aufbereitet bzw. entsorgt. Der Nachteil dieser bekann- ten Einrichtungen besteht darin, dass ein gewisser apparativer Aufwand erforderlich ist, was mit entsprechenden Investitionskosten als auch Wartungskosten verbunden ist. Dies trifft vor allem in Fällen zu, in denen die Feststoffe durch Sand gebildet sind, da Sand bei jeglichen Ap- paraturen zu erhöhten Verschleißerscheinungen führt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten zu schaffen, die eine zuverlässige Trennung der Feststoffe ohne bemerkenswerten apparativen Aufwand ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Ver- fahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Die Erfindung nutzt den Vorteil, dass Feststoffe, insbesonde- re Sand, durch Vibrationseinrichtungen sowohl zur Verdichtung als auch zur Migration in ei- nem umgebenden Medium gebracht werden können. Die Erfindung berücksichtigt weiterhin den Effekt, dass Sand in Ein-und Ausgangsbereichen zur Abdichtung gegenüber dem Flüssig- keitsmedium verwendet werden kann.

Erfindungsgemäß wird die verschmutzte Flüssigkeit bzw. ein Feststoff Flüssigkeitsgemisch in einem ersten Behälter soweit zur Sedimentation gebracht, dass die Feststoffe einen zumindest weitgehend flüssigkeitsdichten Stempel bilden, der die Flüssigkeit am Austritt aus dem ersten Behälter hindert. In einem reinen Absetzvorgang kann dies insbesondere bei biologischen Ab- wässern aus der Landwirtschaft nicht in ausreichendem Maße realisiert werden, da dort in der Regel nur die Poren zwischen den Sandkörnern durch Biomasse verstopft werden. Die Einwir- kung wenigstens einer ersten Vibrationseinrichtung bzw. Vibrationseinrichtung, die ein einer ersten Betriebsstufe mit geringerer Frequenz kleiner als 2000 Hz, vorzugsweise 50 bis 1000 Hz betrieben wird, führt zu einer Verteilung der Korngrößen in den sedimentierten Feststoffen, so dass dort kleinere Sandkörner in den Poren zwischen größeren Sandkörnern liegen. Es wird somit durch die Vibration eine dicht gepackte und weitgehend flüssigkeitsdichte Schicht er- zeugt, die den unteren Ausgang des Behälters gegen Plüssigkeitsaustritt abdichtet.

Durch Vorsehen einer vorzugsweise auf diesen Übergangsbereich wirkenden zweiten Vibrati- onseinrichtung bzw. den Betrieb einer Vibrationseinrichtung in einer zweiten Betriebsstufe mit einer höheren Frequenz mit mehr als 200 Hz, vorzugsweise mehr als 1000 Hz kann nun der im Übergangsbereich befindliche sedimentierte Feststoff zur Migration gebracht werden, d. h. da- zu, den Auslasskanal entlang zu wandern bzw. in den zweiten Behälter hineinzuwandern, wo die Feststoffe dann entnommen bzw. weiter aufbereitet, z. B. gewaschen werden. Erfindungs- gemäß wird die Migration derart betrieben, dass die Dichtwirkung der unter dem Flüssigkeits- spiegel gebildeten Dichtlage der sedimentierten Feststoffe erhalten bleibt, auch wenn sich diese im Laufe des Austrags im Behälter nach unten verlagert. Die Amplitude der ersten Vibrations- einrichtung zum Sedimentieren bzw. Klären ist vorzugsweise höher als die Amplitude der zweiten Vibrationseinrichtung zum Verdichten der Feststoffe.

Dies erlaubt einen Feststoffaustrag und damit eine Feststoff/Flüssig-Trennung ohne das Vorse- hen weiterer apparativer Elemente, wie Schieber und/oder Ventile, die gerade für diesen Zweck sehr verschleißanfällig sind. Die erfindungsgemäße Anlage ist somit günstiger in der Anschaf- fung als auch in der Wartung als derartige herkömmliche Anlagen.

Der Übergangsbereich ist vorzugsweise direkt am Boden des ersten Behälters, vorzugsweise sogar in einem vertieften Bodenbereich des Behälters am tiefsten Punkt angeordnet, so dass die sedimentierten Feststoffe vollständig über den Übergangsbereich des Auslasskanals bzw. zum zweiten Behälter ausgetragen werden können. Der Austrag erfolgt jedoch nur soweit, dass der Dichtstempel der verdichteten sedimentierten Feststofflage unterhalb der Flüssigkeit erhalten bleibt, wodurch eine Abdichtung des Übergangsbereichs bezüglich der im ersten Behälter be- findlichen Flüssigkeit sichergestellt wird.

Die im ersten Behälter befindliche Flüssigkeit kann nach einer entsprechenden Sedimentierung weiter aufbereitet bzw. entsorgt werden.

Auf diese Weise lassen sich z. B. landwirtschaftliche Abwässer wie Gülle und Jauche, jedoch auch feststoffbeladene Abwässer aller Art relativ problemlos von ihren Feststoffen reinigen, ohne dass der Einsatz von Vorrichtungen wie z. B. Schiebern oder Ventilen und Pumpen not- wendig wäre, die direkt mit dem zu transportierenden Feststoff wie z. B. Sand in Berührung kommen. Die Vibrationseinrichtungen, insbesondere die zweite Vibrationseinrichtung, die auf den Übergangsbereich einwirkt, kann in einer Festkörperverbindung zum Übergangsbereich, z.

B. an dem Auslasskanal im Übergangsbereich fest montiert sein, so dass die Schwingungen der Vibrationseinrichtung auf den Kanal übertragen werden.

Durch Auswahl einer geeigneten Vibrationseinrichtung können auch asymmetrische Vibratio- nen erzeugt werden, d. h. Vibrationen, bei denen die Schwingphasen keinen gleichmäßigen Si- nusverlauf aufweisen, sondern asymmetrische Formen wie z. B. Sägezahnschwingungen etc.

Auf diese Weise lässt sich die Austragsbewegung der Feststoffe durch den Übergangsbereich in hervorragender Weise durch den Schwingungstyp unterstützen. Grundlage hierfür ist die Tatsache, dass die Feststoffe bei Einwirkung einer Vibrationseinrichtung fließfähig werden und in Art einer viskosen Flüssigkeit zu fließen anfangen. Wenn somit die Feststoffe im ersten Be- hälter einen gewissen Pegel erreicht haben, kann automatisch vorzugsweise die Vibrations- seinrichtung im Übergangsbereich betätigt werden, so lange bis die Feststoffe im ersten Behäl- ter unter einen festgelegten Minimalpegel abgesunken sind, der weiterhin eine vollständige Abdichtung des Übergangsbereiches mit Feststoffen sicherstellt. Eine entsprechende automati- sche Steuerung lässt sich z. B. mittels Schwellwertschaltern und einer entsprechenden elektri- schen Steuerung der Vibrationseinrichtung bzw. Vibrationseinrichtungen realisieren.

Im Falle eines Auslasskanals erstreckt sich dieser vorzugsweise von dem Übergangsbereich nach oben und ist in seiner Höhe vorzugsweise einstellbar, so dass sein Auslassbereich unter den Flüssigkeitsspiegel im ersten Behälter eingestellt werden kann. Auf diese Weise wirkt der hydrostatische Druck des Flüssigkeitsvolumens im ersten Behälter in positiver Richtung auf die Austragsbewegung des Feststoffes durch den Auslasskanal.

Selbstverständlich lässt sich dieses Verfahren in mehreren nachgeordneten Verfahrensstufen nutzen, z. B. in einem nachgeordneten zweiten Behälter, in dem eine Feststoffwäsche durchge- führt wird und weiteren entsprechenden Wasch-oder Aufbereitungsprozessen in. In jedem die- ser Behälter kann der entsprechend aufbereitete Feststoff als Abdichtmaterial im Auslassbe- reich des entsprechenden Behälters fungieren und durch Einwirken einer Vibrationseinrichtung zum Austrag gebracht werden.

Der Übergangsbereich eines Auslasskanals kann z. B. als unterer Einlaufbereich eines schwa- nenhalsförmigen Auslasskanals ausgebildet sein oder als einfacher z. B. horizontaler Über- gangsbereich zu einem zweiten nachgeordneten Behälter. Vorzugsweise kann der Auslasskanal oder der Bereich zwischen zwei Behältern auch in Form einer Labyrinthdichtung mit alternie- rend angeordneten oberen und unteren Wänden ausgebildet sein, um eine noch sicherere Flüs- sigkeitsabdichtung durch die sedimentierten Feststoffe zu realisieren.

Selbstverständlich können sowohl für die Sedimentierung/Verdichtung als auch für die Aus- tragsbewegung der Feststoffe gemeinsame oder separate Vibrationseinrichtungen oder Vibrati- onseinrichtungen vorgesehen sein, die beide Aufgaben wahrnehmen. Statt einer Vibrationsein- richtung können für beide oder für einzelne der beiden Tätigkeiten auch mehrere Vibrations- einheiten vorgesehen sein. Im Falle der Verwendung einer ersten und einer zweiten Vibrations- einrichtung arbeitet vorzugsweise die erste Vibrationseinrichtung mit einer niedrigeren Fre- quenz, etwa bis 1000 Hz und die zweite mit einer höheren Frequenz, etwa ab 1000 Hz. Vor- stellbar ist auch eine Anordnung mehrerer zweiter Vibrationseinrichtungen hintereinander ent- lang der Austragsstrecke und einer entsprechend zusammenwirkenden Steuerung der Vibrati- onseinrichtungen zur Unterstützung der Austragsbewegung.

Auch die Unterstützung der Sedimentation des Sandes durch Vibrationseinrichtungen kann automatisiert erfolgen, z. B. durch Steuerung mittels Trübungssensoren oder anderer Detekti- onseinrichtungen, die den Feststoffgehalt in der Flüssigkeit bestimmen.

Selbstverständlich lassen sich mit dem Verfahren nicht nur reine Feststoffe, sondern auch vis- kose Stoffe z. B. zähflüssige Emulsionen, Tone, Lehme etc. separieren und austragen, in glei- cher Weise wie andere viskose Stoffe wie z. B. Gele oder hochviskosere Stoffe, die jedoch ein größeres Gewicht als das umgebende Flüssigkeitsmedium haben.

Insbesondere im landwirtschaftlichen Bereich lässt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrich- tung und dem korrespondierenden Verfahren eine Vorklärung der Abwässer durchführen.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen Zeichnungen be- schrieben. In diesen zeigen : Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Darstellung der Sedimentationsunterstützung mittels einer Vibrationseinrichtung, Fig. 2 eine Darstellung des Sedimentationsvorgangs in einer erfindungsgemäßen Anordnung, umfassend ein Absetzbecken und ein nachgeordnetes Aufbereitungsbecken, Fig. 3 eine erfindungsgemäße Anordnung mit höhenverstellbarem Auslasskanal zur Veran- schaulichung des Feststoffaustrags, und Fig. 4 eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem Absetzbecken und einem Aufbereitungs- becken, die durch eine Labyrinthdichtung voneinander getrennt sind.

Figur 1 zeigt eine Anordnung 10, umfassend ein erstes Absetzbecken 12 mit einem daneben liegenden Aufbereitungsbecken 14, die durch eine senkrechte Wand 16 voneinander getrennt sind, jedoch am Boden in einem Übergangsbereich 18 miteinander verbunden sind.

In das Absetzbecken 12 wird ein Feststoff-Flüssigkeitsgemisch 20, z. B. Gülle eingebracht. Der in dem Feststoff-Flüssigkeitsgemisch oder in dem verunreinigten Flüssigkeit enthaltende Fest- stoff 22 sedimentiert aufgrund seiner größeren Dichte nach unten. Im Bereich dieser abgesetz- ten Feststoffe 22 wird eine Vibrationseinrichtung 24 vorgesehen, die bei einer entsprechenden Dimensionierung des Beckens aus mehreren Vibrationseinheiten bestehen kann. Durch Betäti- gung der Vibrationseinrichtung, wie es im rechten Teilbild dargestellt ist, wandern die Feststof- fe 22 von dem Absetzbecken 12 in das Aufbereitungsbecken 14 und überdecken dabei den Ü- bergangsbereich 18 vollständig. Nun sind die beiden Becken 12,14 durch den sedimentierten Feststoff voneinander getrennt. Wenn die Vibrationseinrichtung 24 nun mit einer geringen Fre- quenz betrieben wird, wird zum einen die Sedimentation verstärkt und zum anderen tritt eine starke Verdichtung der sedimentierten Feststoffe ein, so dass die Sedimente unterhalb der Flüs- sigkeit 20 zu einem weitgehend flüssigkeitsdichten Stempel verdichten. Die im Aufbereitungs- becken 14 befindliche Flüssigkeit kann nun entfernt, z. B. in das Absetzbecken 12 zurückge- pumpt oder entsorgt bzw. zur weiteren Aufbereitung abgeführt werden, ohne dass die Flüssig- keit 20 aus dem ersten Behälter 12 in den zweiten Behälter 14 eintritt. Aus dem Aufbereitungs- becken 14 kann dann der Sand kontinuierlich entnommen oder durch Einbringung einer ent- sprechenden Waschflüssigkeit oder Konditionierungsflüssigkeit aufbereitet werden.

Die Zufuhr an Festflüssiggemisch bzw. verunreinigter Flüssigkeit kann kontinuierlich oder chargenweise erfolgen, in gleicher Weise wie der Feststoffaustrag.

Figur 2 zeigt eine Anordnung, die hinsichtlich ihrer Geometrie für das Verfahren optimiert ist.

Dargestellt ist eine Anordnung 30, bestehend aus einem Absetzbecken 32, gefolgt von einem Aufbereitungsbecken 34, die mittels einer Wand 36 voneinander getrennt und in einem Über- gangsbereich 38 miteinander verbunden sind. Die Anordnung unterscheidet sich von der An- ordnung aus Figur 1 in der Ausbildung des Bodenbereiches der beiden Becken. So ist der Bo- den 40 des Absetzbeckens zum Übergangsbereich 38 schräg nach unten geneigt, so dass der Übergangsbereich 38 am tiefsten Punkt des Absetzbeckens angeordnet ist. Durch eine Betäti- gung der Vibrationseinrichtung 42 wandert der sedimentierte Feststoff durch den Übergangsbe- reich 38 in das Aufbereitungsbecken 34. Wenn dort die Flüssigkeit, wie es im rechten Teilbild dargestellt ist, entnommen wird, z. B. durch Abführen oder Zurückpumpen in das Absetzbe- cken 32, kann der Feststoff aufgrund der Vibrationseinrichtung und unterstützt durch den hyd- rostatischen Druck des Flüssigkeitsspiegels im Absetzbecken nahezu vollständig ausgetragen werden. Der Austrag sollte jedoch immer nur soweit erfolgen, dass der Übergangsbereich, d. h. der Abstand zwischen der Trennwand 36 und dem Boden 40 immer vollständig mit Feststoff zugesetzt ist. Hierdurch wird die physikalische Abtrennung zwischen Absetzbecken 32 und Aufbereitungsbecken bzw. Entnahmebecken 34 realisiert, ohne dass es irgendwelcher Kompo- nenten wie Ventile oder Schieber bedarf. Anstelle einer Pumpe und Ventilen oder Schieber wird allein die Fluidisierung der Feststoffe aufgrund der Vibrationseinrichtung 42 und der hyd- rostatische Druck im Absetzbecken 32 aufgrund des über den Feststoffen angeordneten Flüs- sigkeitsvolumens genützt.

Figur 3 zeigt eine Anordnung 50 mit einem Absetzbecken 52, das einen Auslasskanal 54 auf- weist, dessen vertikaler Längsschnitt eine S-oder Schwanenhals-Form aufweist. In dem Ab- setzbecken 52 ist eine erste Vibrationseinrichtung 62 zur Unterstützung der Sedimentation und Verdichtung der sedimentierten Feststoffe vorgesehen. Nach Betätigung der ersten Vibrations- einrichtung bildet sich unter dem Flüssigkeitsspiegel eine weitgehend flüssigkeitsundurchlässi- ge Lage 61 aus, die eine Art Dichtstempel oberhalb der sedimentierten Feststoffe vor einem Übergangsbereich 56 zum Auslaßkanal 54 bildet.

Der Auslasskanal 54 ist unten im Übergangsbereich 56 mit dem Absetzbecken 52 verbunden.

Der Boden 58 des Absetzbeckens 52 fällt zum Übergangsbereich 56 nach unten hin ab, so dass der Übergangsbereich 56 an der tiefsten Stelle des Absetzbeckens 56 liegt. Unter dem Über- gangsbereich ist, fest verbunden mit dem Auslasskanal 54, eine zweite Vibrationseinrichtung 60, z. B. eine Exzenterscheibeneinrichtung, angeordnet. Die Höhe des Auslasskanals 54 ist verstellbar, so dass sich der Auslass 63 des Auslasskanals von der Höhe H oberhalb des Flüs- sigkeitsspiegels im Absetzbecken 52 auf die Höhe h unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Ab- setzbecken 52 reduzieren lässt. Schaltet man nun die zweite Vibrationseinrichtung 60 ein, so drückt der hydrostatische Druck der Flüssigkeit unter Unterstützung der Mobilisierung der Feststoffe durch die Vibrationseinrichtung 60 die Feststoffe durch den schwanenhalsförmigen Auslasskanal. Der Auslasskanal kann selbstverständlich ein schmaler Kanal sein, oder ein Ka- nal, der sich in der Tiefe der Vorrichtung, d. h. quer zur Blattebene über die gesamte Breite des Beckens erstreckt. Der Austrag darf nur solange erfolgen, dass der durch die verdichteten Se- dimente gebildete Dichtstempel 61 erhalten bleibt, da sonst die Flüssigkeit durchschlägt.

Figur 4 zeigt eine weitere Anordnung 70, umfassend ein Absetzbecken 72 und ein Aufberei- tungsbecken 74, die in einem Übergangsbereich 76 miteinander verbunden sind. Der Boden 78 des Absetzbeckens 72 ist zu dem Übergangsbereich 76 nach unten abfallend ausgebildet, so dass der Übergangsbereich 76 im Bereich der Einmündung 80 in das Absetzbecken an dessen tiefsten Punkt angeordnet ist. Der Übergangsbereich 76 ist als Labyrinthdichtung mit alternie- rend angeordneten oberen Wänden 82 und unteren Wänden 84 ausgebildet, die sich im Bereich ihrer freien Enden um die Höhe a überlappen. Für einen wirksamen Feststoffaustrag können auch hier erste Vibrationseinrichtungen im Absetzbecken 72 als auch zweite Vibrationseinrich- tungen im Übergangsbereich 76 angeordnet sein. Diese Anordnung bewirkt eine sehr gute Ab- dichtung des Absetzbeckens 72 relativ zum Aufbereitungsbecken 74, so dass im Aufberei- tungsbecken 74 bereits eine weitere Aufbereitung der abgesetzten Feststoffe 86 erfolgen kann, ohne dass Sperrventile oder Sperrschieber zwischen den beiden Becken vorgesehen wären.

Auch hier lässt sich die Sedimentation und der Feststoffaustrag vom Absetzbecken in das Auf- bereitungsbecken kontinuierlich oder chargenweise durchführen.

Die Erfindung wurde oben sehr schematisch und beispielsweise beschrieben. Es ist selbstver- ständlich, dass die oben gezeigten Vorrichtungen in gängiger Weise elektronisch gesteuert werden können, wobei das Ein-und Ausschalten der einzigen oder unterschiedlicher Vibrati- onseinrichtungen durch Schwellwertschalter oder optische Schalter gesteuert werden kann, die den Pegel der abgesetzten Feststoffe und/oder den Feststoff bzw. Verschmutzungsgehalt der Flüssigkeit in dem Absetzbecken messen. In gleicher Weise ist es möglich, durch eine entspre- chende Ansteuerung mehrerer Vibrationseinrichtungen den Transportvorgang zu unterstützen bzw. zu beschleunigen. Jede einzelne der oben genannten technischen Merkmale können ein- zeln oder in der Art mehrerer Komponenten oder mehrerer Teilkomponenten, z. B. eine Vibra- tionseinrichtung mit mehreren Vibrationseinheiten, verwendet werden. Ebenso können mehr als zwei Behälter in der Weise miteinander verbunden sein, wie es in den Figuren 1, 2 und 4 gezeigt ist. In den unterschiedlichen Behältern können dann unterschiedliche Wasch-oder Auf- bereitungsmaßnahmen für den Feststoff durchgeführt werden.

In gleicher Weise ist es möglich, durch die Steuerung der Schwingfrequenz der unterschiedli- chen Vibrationseinrichtungen gezielter die Sedimentation/Verdichtung oder die Wanderung d. h. den Austrag der Feststoffe zu unterstützen. Auch kann Sedimentation und Austrag durch eine Vibrationseinrichtung erfolgen.

In großen Behältern können entsprechend viele Vibrationseinrichtungen der unterschiedlichen Typen vorgesehen werden. Es ist dort jedoch auch möglich, den Effekt der Vibrationseinrich- tungen lokal auf den Bereich des Feststoffaustrags zu begrenzen, so dass die erfinderische Fest/Flüssig-Trennung auch in großen Anlagen mit einem geringen apparativen Aufwand reali- siert werden kann.