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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING OUT DENSE MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/090894
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for the separation of dense materials from sludges. A reception container in which a previously prepared suspension comprising dense material is spatially separated from a suspension flow with reduced dense material content recycled back into the reception container from a dense material separator comprises a separating wall. The separating wall runs over a part of the depth of the reception container, such that the separated zones are connected in the lower region of the reception container. The ratio of the cross-sectional areas to both sides of the separating wall is selected such that in operation, no material from the zone containing the suspension rich in dense material runs into the zone with the suspension weak in dense material. According to the method, a partial stream from the flow weak in dense material is drawn off in the container transverse to the main flow direction of the suspension flow weak in dense material, whereby the branched partial flow is further reduced in dense material content as a result of separation effects in the suspension flow and is introduced into subsequent method steps. The remaining suspension flow weak in dense material mixes at the container outlet with the suspension rich in dense material and is readmitted to the dense material separator.

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Inventors:
KUEBLER HANS (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/004223
Publication Date:
November 06, 2003
Filing Date:
April 23, 2003
Export Citation:
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Assignee:
RECYCLING ENERGIE ABFALL (DE)
KUEBLER HANS (DE)
International Classes:
B01D21/02; B01D21/00; B01D21/24; C02F11/12; D21D5/00; (IPC1-7): B01D21/24
Foreign References:
FR2226198A11974-11-15
US5476583A1995-12-19
FR1516848A1968-02-05
FR2666026A11992-02-28
DE1250373B
DE1118107B1961-11-23
Attorney, Agent or Firm:
Leson, Thomas Johannes Alois (Bavariaring 4-6, München, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Schwerstoffabtrennung aus einer ungerei nigten Suspension, die Schwerstoffe enthält, mit den Schrit ten : Einleiten der schwerstoffreichen ungereinigten Suspensi on in einen Behälter, Abführen einer schwerstoffhaltigen Suspension aus dem Behälter und Zuführen der abgeführten Suspension in eine Schwerstoffabscheidung, Rückführen einer schwerstoffarmen gereinigten Suspension aus der Schwerstoffabscheidung zurück zu dem Behälter, um diesen unter teilweiser räumlicher Trennung von der ungerei nigten Suspension und unter weiterer Schwerstoffabtrennung zu durchströmen, Abziehen eines im Wesentlichen schwerstofffreien Suspen sionsstroms quer zur Hauptströmungsrichtung der schwer stoffarmen Suspension in dem Behälter, Abführen eines verbleibenden Teilstroms schwerstoffarmer Suspension vermischt mit dem ungereinigten Stoffstrom aus dem Behälter und Zuführen dieses Stoffstroms zu der Schwerstoff abscheidung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungen der schwerstoffreichen Suspension und die der schwerstoffarmen Suspension mindestens im Bereich der räum lich getrennten Durchströmung des Behälters im Wesentlichen parallel geführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwerstoffreiche Suspension im Behälter in einer Dreh strömung geführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schwerstoffarme Suspension im Behälter in einer geradli nigen Strömung geführt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Austrittsbereich aus der räumlichen Trennung stets ein schwerstoffarmer Suspensi onsstrom in den schwerstoffreichen Suspensionsstrom eintritt, um ein Eindringen schwerstoffreicher Suspension in den räum lich getrennten Strom schwerstoffarmer Suspension zu verhin dern.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schwerstoffreiche Suspension eine diskontinuierlich anfallende Pulpe aus einem Pulper ist, die schwerstoffarme Suspension ein Überlauf aus einem Schwerstoffabscheider ist, und die im Wesentlichen schwerstofffreie Suspension nachge schalteten Verfahrensstufen zugeführt wird.
7. Vorrichtung zur Schwerstoffabtrennung bestehend aus Vor lagebehälter und Schwerstoffabscheider, der aus dem Vorlage behälter beschickt wird und dessen Ablauf wieder in den Vor lagebehälter zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlagebehälter eine Trennwand hat, auf deren einer Seite ungereinigtes Material und auf deren anderer Seite gereinig tes Material zugeführt wird, und die so angeordnet ist, dass aufgrund der Größe des Verhältnisses der Querschnittsflächen auf den beiden Seiten der Trennwand im Betrieb Material aus der Zone mit gereinigtem Material in die Zone mit ungereinig tem Material fließt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnung der beiden Zonen am unteren Ende der Zone mit gereinigtem Material angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand vertikal verläuft.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das ungereinigte Material von oben nahe der Trennwand zugeführt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das ungereinigte Material parallel zur Trennwand zuge führt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand schräg verläuft.
13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauföffnung der Zone mit gereinigtem Material in die Zone mit ungereinigtem Material horizontal eingeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauföffnung der Zone mit gereinigtem Material in die Zone mit ungereinigtem Material vertikal angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauföffnung der Zone mit gereinigtem Material in die Zone mit ungereinigtem Material schräg nach unten zeigt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauföffnung der Zone mit gereinigtem Material in die Zone mit ungereinigtem Material einen kreisförmigen Quer schnitt aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauföffnung der Zone mit gereinigtem Material in die Zone mit ungereinigtem Material einen ellipsenförmigen Querschnitt aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauföffnung der Zone mit gereinigtem Material in die Zone mit ungereinigtem Material einen spitzen Winkel auf weist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung zur Beschickung des Schwerstoffabscheiders waagerecht angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von ungereinigtem Material und gereinigtem Material in den Vorlagebehälter derart erfolgt, dass keine Anströmung der Verbindungsöffnung der beiden Zonen aus der Zone mit ungereinigtem Material erfolgt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfuhr von gereinigtem Material oberhalb der Verbin dungsöffnung der beiden Zonen aus der Zone mit gereinigtem Material erfolgt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von ungereinigtem Material in den Vorlagebe hälter unterhalb der Verbindungsöffnung zu der Zone mit ge reinigtem Material erfolgt.
Description:
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR SCHWERSTOFFABTRENNUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schwerstoffabtrennung aus Aufschlämmungen.

Bei der nassmechanischen Aufbereitung von Stoffgemischen, z. B. von Abfällen, entstehen Aufschlämmungen wie Pulpen bzw.

Suspensionen, die noch relevante Anteile an sedimentierbaren Stoffen enthalten.

Kommunale Bioabfälle enthalten bspw. relevante Mengen an mi- neralischen Schwerstoffen wie Steine, Glasscherben, Split oder Kies bzw. Sand, die gemäß den Untersuchungen von Kranert et al. (Kranert, M., Hartmann A., Graul S. (1999) Determina- tion of sand content in digestate. In : Bidlingmaier W et al.

(Hrsg) Proceedings of the International Conference ORBIT 99 on Biological Treatment of Waste and the Environment, Part I, P. 313-318) einen Anteil an der Trockenmasse des Abfalls von teilweise über 25 Gew. % ausmachen können. Ein wesentlicher Teil dieser mineralischen Schwerstoffe wird bei einer nassme- chanischen Aufbereitung der Bioabfälle in die Pulpe eingetra- gen, die dann der biologischen Verwertung zugeführt wird.

Untersuchungen von Kübler et al. (Kübler, H., Nimmrichter, R., Hoppenheidt, K., Hirsch, P., Kottmair, A., Nordsieck, H., Swerev, M., Mücke, W. (1998) Full scale co-digestion of bio- waste and commercial organic waste. In : Proceedings of MER 5 Materials and Energy from Refuse 12-14 october 1998, Oosten- de, Belgium, P. 195-202) zeigen, dass bei der nassmechani- schen Aufbereitung von Bioabfällen eine Pulpe entsteht, aus der eine hydrodynamische Schwerstoffabscheidung noch ca. 3 Gew. % der Feuchtmasse des behandelten Abfalls als Schwerstof- fe abtrennt.

Bei der weiteren Verarbeitung der Pulpe bzw. Suspension stel- len leicht sedimentierende Stoffe ein Problem dar, da sie : einerseits in Behältern zu Sedimenten führen als auch Rohrleitungen verlegen und andererseits durch ihre meist abrasiven Materialeigen- schaften zu starkem Verschleiß der Maschinentechnik beitra- gen.

Um eine störungsarme Verwertung der Suspensionen aus der Nassaufbereitung sicherzustellen, müssen die leicht sedimen- tierbaren Anteile aus der Suspension abgetrennt werden. Hier- zu werden Schwerstoffabscheider eingesetzt.

Die DE 195 05 073 A1 beschreibt einen Flachbodenhydrozyklon zur Abtrennung von Schwerstoffen aus einer Aufschlämmung, die aus Abfallstoffen erzeugt wurde. Durch die Kombination von Flachbodenzyklon und Klassierrohr hat ein derartiger Schwer- stoffabscheider eine höhere Selektivität, aber einen geringe- ren Wirkungsgrad.

Ein Verfahren zum Nassklassieren ist in der DE 42 14 771 AI beschrieben. Die Abtrennung von Sand und anderen Verunreini- gungen aus kompostierten Abfällen ist in der EP 0 678 085 B1 gezeigt.

Die DE 34 44 329 C2 beschreibt eine Anlage zur Aufbereitung von Schlämmen unter dem Einsatz von zwei Schwerstoffabschei- dern und mehreren Vorlagebehältern.

In der DE 41 15 920 AI ist ein Verfahren zur Schwerstoffab- trennung ohne Rückführung der Flüssigphase beschrieben. Ein weiteres Verfahren zur Schwerstoffabtrennung ohne Rückführung der Flüssigphase und ohne Vorlagebehälter ist in der EPa 86201987.4 dargestellt. Um allgemein die Schwerstoffabtren- nung aus der Suspension von einer vorgeschalteten Aufberei- tung des Ausgangsstoffgemisches zu entkoppeln, wird die Sus-

pension üblicherweise in einem Vorlagebehälter zwischenge- speichert und aus diesem Behälter wird die Schwerstoffab- scheidung beschickt. Der dabei anfallende Ablauf der Schwer- stoffabtrennung, die gereinigte Suspension, wird entweder vollständig den nachgeschalteten Verfahrensstufen zugeführt oder sie wird teilweise zurückgeführt und erneut der Schwer- stoffabscheidung zugeführt, um den Abscheidungsgrad zu ver- bessern.

Eine Vorrichtung zur Schwerstoffabscheidung, die sehr ver- breitet ist und in der DE 195 05 073 AI beschrieben ist, er- fordert einen freien Ablauf der gereinigten Suspension. Dazu sind kurze Ablaufleitungen ohne Verzweigungen erforderlich.

Folglich bestehen zur Rückführung der gereinigten Suspension vorrangig zwei verfahrenstechnische Lösungen. Der Ablauf der Schwerstoffabtrennung wird : a) entweder, wie in der WO 90/11144 dargestellt ist, in den Vorlagebehälter zurückgeführt, aus dem auch die nachgeschal- teten Verfahrensstufen beschickt wird, b) oder in einem weiteren, nachgeschalteten Behälter zwi- schengespeichert und aus diesem zur Schwerstoffabscheidung zurückgeführt oder einer zweiten Einrichtung zur Schwerstoff- abscheidung zugeführt, wie in der DE 34 44 329 C2 beschrieben ist.

Die Lösung a) hat den Nachteil, dass ein Teil der ursprüngli- chen schwerstoffbelasteten Suspension direkt den nachgeschal- teten Verfahrensstufen zugeführt wird, ohne zuvor der Schwer- stoffabscheidung zugeführt worden zu sein. Dies verursacht einen höheren Eintrag von leicht sedimentierenden Stoffen in die anschließenden Prozessstufen mit den oben beschriebenen Nachteilen.

Die Lösung b) erfordert einen zweiten, zusätzlichen Behälter.

Sie verursacht ferner einen größeren Flächenbedarf, längere Rohrleitungen, eine größere Anzahl von Armaturen und einen höheren steuerungstechnischen Aufwand. Höhere Investitionsko- sten sind die Folge.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schwerstoffabtrennung aus Aufschlämmungen vorzuschlagen, mit denen mit geringem appara- tiven Aufwand die Schwerstoffbelastung nachfolgender Prozess- stufen vermindert werden kann.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit einem Ver- fahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen von An- spruch 7 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen aufgezeigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte : Einleiten der schwerstoffreichen ungerei- nigten Suspension in einen Behälter, Abführen einer schwer- stoffhaltigen Suspension aus dem Behälter und Zuführen der abgeführten Suspension in eine Schwerstoffabscheidung, Rück- führen einer schwerstoffarmen gereinigten Suspension aus der Schwerstoffabscheidung zurück zu dem Behälter, um diesen un- ter teilweiser räumlicher Trennung von der ungereinigten Sus- pension und unter weiterer Schwerstoffabtrennung zu durch- strömen, Abziehen eines im Wesentlichen schwerstofffreien Suspensionsstroms quer zur Hauptströmungsrichtung der schwer- stoffarmen Suspension in dem Behälter, Abführen eines ver- bleibenden Teilstroms schwerstoffarmer Suspension vermischt mit dem ungereinigten Stoffstrom aus dem Behälter und Zufüh- ren dieses Stoffstroms zu der Schwerstoffabscheidung.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Nachteile der obigen Lösungen a) bzw. b) jeweils vermieden werden. Insbe- sondere wird durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden, dass ungereinigte Suspension direkt in die nachfolgenden Ver- fahrensstufen gelangt, ohne zuvor mindestens einmal die Schwerstoffabscheidung passiert zu haben. Andererseits wird durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung erreicht, dass ein zusätzlicher Behälter eingespart werden kann. Die den nachfolgenden Verfahrensstufen zugeführte nahezu schwerstoff- freie Suspension wird durch Abzug dieses Suspensionsanteils aus der Hauptströmung der aus der Schwerstoffabscheidung rückgeführten Suspension erhalten, wobei Abscheide-und Auf- trenneffekte in der Hauptströmung der schwerstoffarmen Sus- pension beim Durchströmen des Behälters auftreten und der Ab- zug in Querrichtung zur Hauptströmung dazu führt, dass der quer abgezogene Suspensionsstrom im Wesentlichen von Schwer- stoffen befreit ist.

Eine beispielhafte Ausführung einer Vorrichtung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 1 gezeigt.

Eine Schwerstoffabtrennung verwendet einen Vorlagebehälter 1, der so gestaltet ist und so beschickt wird, dass eine Rück- vermischung der aus einer Schwerstoffabscheidung rückgeführ- ten, gereinigten Suspension 2 mit der ungereinigten, schwer- stoffreichen Suspension 3 stattfindet. Der Vorlagebehälter 1 hat vier Anschlüsse, einen Zulauf für ungereinigte Suspension 3, einen Zulauf für gereinigte Suspension 2, einen Ablauf in einer unteren Zone 12, in der Suspension 4 als ein Gemisch ungereinigter Suspension und eines Rests gereinigter Suspen- sion abgezogen und einer Schwerstoffabtrennung zugeführt wird und einen Ablauf im Bereich der Zone mit gereinigtem Material 8, aus dem das gereinigte Material 9 quer zur Hauptströmungs- richtung der gereinigten Suspension 2 abgezogen wird.

Zur Steigerung der Abtrennleistung wird die Suspension 4 mehrfach der Schwerstoffabtrennung zugeführt und dabei ein Kurzschlussstrom von ungereinigter Suspension 3 zu den nach- geschalteten Verfahrensstufen verhindert, indem ein Material- strom nur aus der Zone mit gereinigtem Material 8 in die Zone mit ungereinigtem Material 10 möglich ist.

Die Ausführung der Behälterzone 8 mit gereinigtem Material, in die das Material 2 zurückgeführt wird, begünstigt die Ab- trennung der verbliebenen Schwerstoffe in einer Weise, dass sie zusammen mit der ungereinigten Suspension 3 einem Aggre- gat zur Schwerstoffabtrennung 5 erneut zugeführt wird.

Aus dem Vorlagebehälter 1 wird die schwerstoffhaltige Suspen- sion 4 im Bodenbereich 12 abgezogen und der Schwerstoffab- trennung 5 zugeführt. Aus der Schwerstoffabtrennung wird der Ablauf 2 der Schwerstoffabtrennung in den Vorlagebehälter 1 in dessen oberen Bereich 8 zurückgeführt und die abgetrennten Schwerstoffe 6 werden aus der Schwerstoffabtrennung ausge- schleust.

Zur Vermeidung einer Rückvermischung des gereinigten Materi- als 2 mit noch nicht gereinigtem Material 3, das bereits im Vorlagebehälter, nachfolgend Behälter 1, im entsprechenden Bereich 10 vorliegt, ist der Behälter 1 mit einer Trennwand 7 ausgerüstet. Die Trennwand 7 teilt den Behälter 1 in zwei Be- reiche 8 und 10, die beide einen Abfluss des Materials zur Beschickungsvorrichtung 13 der Schwerstoffabtrennung 5 zulas- sen. Aus dem Bereich 8, dem das gereinigte Material zugeführt wird, wird das gereinigte Material 9 zur Beschickung der nachgeschalteten Verfahrensstufen in Querrichtung, d. h. hori- zontaler Richtung, zur senkrechten Hauptströmungsrichtung der gereinigten Suspension in der Zone 8 entnommen.

Um ferner einen Zufluss von ungereinigtem Material in den Be- reich des gereinigten Materials 8 zu verhindern, ist die

Trennwand 7 so angeordnet, dass bei maximalem Zufluss von un- gereinigtem Material 3 und bei minimaler Rückführung von ge- reinigtem Material 2 im Bereich des Ablaufs 11 aus der Zone mit gereinigtem Material 8 in die Zone mit ungereinigtem Ma- terial 10 immer ein hydrostatisches Druckgefälle von der Zone mit gereinigtem Material 8 in die Zone mit ungereinigtem Ma- terial 10 herrscht. Dies wird durch die Festlegung des Ver- hältnisses der Querschnittsflächen auf den beiden Seiten der Trennwand erreicht. Das Verhältnis der beiden Querschnitts- flächen wird so gewählt, dass bei virtuell geschlossenem Ab- lauf 11 aus der Zone mit gereinigtem Material 8 in die Zone mit ungereinigtem Material 10 und maximalem Zufluss von unge- reinigtem Material 3 sowie minimaler Rückführung der Suspen- sion aus der Schwerstoffabscheidung 2 der Füllstand im Be- reich mit gereinigtem Material 8 schneller oder zumindest gleich schnell steigt wie der Füllstand im Bereich mit unge- reinigtem Material 10. Mit anderen Worten, die Stoffströme 2, 3,4 und 9 sind so abgestimmt, dass sich stets eine Strömung von der Zone 8 durch die Öffnung 11 in die Zone 10 einstellt.

Dies hat bei offenem Ablauf 11 zur Folge, dass während der Beschickung des Schwerstoffabscheiders 5 immer Material aus dem Bereich mit gereinigtem Material 8 in den Bereich mit un- gereinigtem Material 10 fließt. Aus diesem Grund kann kein ungereinigtes Material in den Bereich gereinigten Materials 8 gelangen, aus dem Material 9 für die nachgeschalteten Verfah- rensstufen abgezogen wird.

Die Zone mit gereinigtem Material 8 ist zudem derart ausge- führt, dass eine weitere Abtrennung der verbliebenen Schwer- stoffe aus der Suspension 2 im Verlauf der Durchströmung die- ser Zone erfolgt und die hier abgetrennten Schwerstoffe wie- der der Zone mit ungereinigter Material 10 zugeführt werden.

Die weitere Abtrennung der Schwerstoffe in der Zone mit ge- reinigtem Material 8 kann durch Sedimentation oder durch Ab- zug des gereinigten Materials 9 im Querstrom zum vertikalen

Strom der Rückführung in die Zone mit ungereinigtem Material 10 erfolgen.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Stoffstrom des gereinigten Materials für die nachgeschalteten Verfahrensstufen 9, der aus der Zone mit gereinigtem Material 8 entnommen wird, nur ein vergleichsweise kleiner Teilstrom der Rückführung von gereinigtem Material 2 in den Behälter.

Ferner ist der Stoffstrom in der Zone mit gereinigtem Materi- al 8 im Wesentlichen vertikal nach unten und in die Zone mit ungereinigtem Material 10 gerichtet. Der Stoffstrom des ge- reinigten Materials für die nachgeschalteten Verfahrensstufen 9 wird quer zu dem im Wesentlichen vertikalen Strömungsprofil abgezogen. Dadurch werden Schwerstoffe, die in der gereinig- ten Suspension 2 verblieben sind, zum großen Teil in die Zone mit ungereinigtem Material 10 gefördert.

Vorzugsweise ist die Zone mit gereinigtem Material 8 im Be- reich des unteren Endes mit einem offenen Durchtritt als der Ablauf 11 in die Zone mit ungereinigtem Material ausgestat- tet. Das hat den Vorteil, dass auf beiden Seiten der Trenn- wand 7 immer ungefähr die gleichen hydrostatischen Drücke herrschen und somit die statische Belastung der Trennwand 7 minimiert wird. Der offene Durchtritt kann auch dadurch er- reicht werden, dass das untere Ende der Trennwand von der zu- gehörigen Behälterwandung beabstandet ist, dadurch wird die Bildung von Kanten vermeiden, die zur Ablagerung von Schwer- stoffen daran führen könnten. Durch diese Anordnung wird der Transfer von Schwerstoffen aus der Zone mit gereinigtem Mate- rial 8 in den Bereich mit ungereinigtem Material 10 somit be- günstigt. Der Abzug des gereinigten Materials für die nachge- schalteten Verfahrensstufen 9 ist oberhalb der als Ablauf dienenden Öffnung 11 angeordnet.

In einer bevorzugten Ausführung ist der Querschnitt der Öff- nung 11 kreis-oder ellipsenförmig und weist keine spitzen Winkel auf (Fig. 2).

Die Zufuhr der ungereinigten Suspension 3 ist derart angeord- net, dass eine Anreicherung der leicht sedimentierenden Stof- fe im Bereich Abzugs zur Schwerstoffabscheidung 12 begün- stigt und eine Anströmung der Öffnung 11 zur Zone mit gerei- nigter Suspension 8 vermieden wird. Dies bedeutet, dass auch kein zusätzlicher dynamischer Druck vorliegt, der Suspension aus der Zone mit ungereinigtem Material 10 in die Zone mit gereinigtem Material 8 pressen könnte.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie- len und Modifikationen davon unter Bezugnahme auf die Zeich- nung näher erläutert : Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung des Vorlagebehälters, der mit einer Schwerstoffabscheidung verbunden ist ; Fig. 2 eine Draufsicht auf den oben offen gezeigten Vorlage- behälter aus Fig. 1 zur Darstellung der Trennwandgestaltung ; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines alternativ gestal- teten Vorlagebehälters ; Fig. 4 eine Draufsicht auf den oben offen gezeigten Vorlage- behälter aus Fig. 3 zur Darstellung der Trennwandgestaltung ; Fig. 5 eine schematische Darstellung eines alternativ gestal- teten Vorlagebehälters ; und Fig. 6 eine Draufsicht auf den oben offen gezeigten Vorlage- behälter aus Fig. 5 zur Darstellung der Trennwandgestaltung.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1 zu Fig. 1 und Fig. 2 : Rahmenbedingungen : Eine nassmechanische Aufbereitung von Abfällen mit einem Ab- fall-Pulper liefert einen diskontinuierlichen Anfall an schwerstoffbelasteter Pulpe. Bei Anfall schwankt der Stoffstrom der anfallenden Pulpe 3 zwischen 30 und 160 m3/h.

Die mittlere Pulpeproduktion beträgt ca. 20 m3/h.

Auslegung (siehe Fig. 1) : Der Schwerstoffabscheider 5 zur Reinigung der schwerstoffbe- lasteten Pulpe wird mittels Pumpe 13 kontinuierlich beschickt und hat eine variable Durchsatzleistung von 100 bis 130 m3/h.

Als Vorlagebehälter kommt ein runder Behälter 1 mit steilem konischem Unterteil und einem Nutzvolumen von 30 m3 zum Ein- satz. Der zylindrische Bereich des Behälters hat einen Innen- durchmesser von 2, 986 m (Querschnittsfläche : 7 m2). Der Abzug der Pulpe zur Schwerstoffabscheidung 5 erfolgt im unteren Be- reich des Konus 12. Der minimale Füllstand 14 im Vorlagebe- hälter 1 ist oberhalb des Konus im zylindrischen Teil des Be- hälters ; in diesem Bereich erfolgt auch der Abzug der gerei- nigten Pulpe 9 für die nachgeschalteten Verfahrensstufen. Der Abzug 9 erfolgt waagerecht und kontinuierlich mit 20 m3/h.

Der Stoffstrom 6 der abgetrennten Schwerstoffe ist im Ver- gleich zum Stoffstrom 4 der Zufuhr zum Schwerstoffabscheider sehr klein, so dass in erster Näherung Stoffstrom 2 des zu- rückgeführten gereinigten Materials gleich dem Stoffstrom 4 gesetzt werden kann.

Ausführung : Der Abzug von 20 m3/h erfolgt in horizontaler Richtung hori- zontal quer zu dem vertikal gerichteten Stoffstrom aus der

Zone mit gereinigtem Material 8, der mit 80 bis 110 m3/h in die Zone mit ungereinigtem Material 10 strömt.

Die vertikale Trennwand 7 beginnt oberhalb des maximalen Be- hälterfüllstands 15 von 30 m3 und reicht bis in den konischen Teil des Behälters hinab. Die Trennwand 7 unterteilt die Querschnittsfläche des zylindrischen Behälterabschnitts (siehe Fig. 2) in eine Fläche A (16) und eine Fläche B (17).

Der Zone mit der Querschnittsfläche A (16) wird die ungerei- nigte Pulpe zugeführt und in die Zone mit der Querschnitts- fläche B (17) wird der Ablauf der Schwerstoffabscheidung rückgeführt.

Um bei virtuell geschlossenem Ablauf 11 sicherzustellen, dass bei dem Abzug 9 von 20 m3/h und der minimalen Rückführung 2 von 100 m3/h der Füllstand in der Zone 8 mit der Quer- schnittsfläche B, in der sich die gereinigte Pulpe befindet, schneller als oder zumindest gleich schnell steigt wie im Be- reich mit ungereinigter Pulpe (Zone mit der Querschnittsflä- che A) bei maximaler Zufuhr 3 von 160 m3/h, gilt für das Ver- hältnis der beiden Querschnittsflächen : A/B > 2 (A zu B ist größer gleich zwei). In diesem Fall wird die vertikale Trenn- wand 7 derart eingebaut, dass sich eine Querschnittsfläche A (16) von 5 m2 und eine Querschnittsfläche B (17) von 2 m2 er- gibt.

Die Trennwand 7 ist nach unten soweit in den Behälterkonus gezogen, dass der freie Querschnitt der Öffnung 11 zum Ab- fluss von gereinigter Pulpe in den Behälterkonus 0,05 m2 be- trägt.

Die Zufuhr der ungereinigten Pulpe 3 als auch die Rückführung 2 des Ablaufs der Schwerstoffabscheidung 5 in den Vorlagebe- hälter 1 erfolgt von oben. Die Zufuhr der ungereinigten Pulpe 3 erfolgt parallel und in der Nähe der vertikal verlaufenden

Trennwand 7, um im Bereich des Trennwandendes eine abwärtsge- richtete Strömung sicherzustellen.

Beispiel 2 (Fig. 3 und Fig. 4) : Rahmenbedingungen sowie die Ausführung und Gestaltung der Trennwand und der Flächenverhältnisse wie im Beispiel 1.

Die Rückführung des Ablaufs 2 der Schwerstoffabscheidung (nicht gezeigt) in den Vorlagebehälter 1 erfolgt von oben, jedoch wird die ungereinigte Pulpe 18 unterhalb der Trennwand tangential in den Konus geleitet. Diese tangentiale Einströ- mung begünstigt durch die entstehende Wirbelströmung die Ab- trennung der leicht sedimentierenden Schwerstoffe.

Die Trennwand 7 ist nach unten nicht soweit in den Behälter- konus gezogen wie im obigen Beispiel 1. Die Öffnung 19 zum Abfluss von gereinigter Pulpe in den Behälterkonus ist hori- zontal orientiert und bezüglich der tangentialen Strömung im Konus auf der Seite der Trennwand angeordnet, die der Strö- mung abgewandt ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Der freie Querschnitt der Öffnung 19 beträgt 0,2 m2.

Die gereinigte Suspension 9 für die nachfolgenden Verfahrens- stufen wird, wie im Beispiel 1 schon beschrieben ist, hori- zontal aus der Zone 8 abgezogen. Dabei verläuft die Haupt- strömung in der Zone 8 vertikal.

Der Abzug des Suspensionsgemischs 4 aus ungereinigter Pulpe und gereinigter Suspension aus der Zone 8 zum Schwerstoffab- scheider (nicht dargestellt) erfolgt nicht an der Konusspitze sondern waagrecht oberhalb des Konusendes. Damit wird ein Verlegen der Öffnung durch sedimentierte Schwerstoffe vermie- den.

Beispiel 3 (Fig. 5 und Fig. 6) :

Rahmenbedingungen : Eine Aufschlämmung von Abfällen liefert einen kontinuierli- chen Anfall an schwerstoffbelasteter Suspension mit einem va- riablen Stoffstrom 20 zwischen 40 und 60 m3/h. Der mittlere Stoffstrom beträgt ca. 50 m3/h.

Auslegung : Ein Schwerstoffabscheider (nicht gezeigt) zur Reinigung der schwerstoffbelasteten Suspension wird mittels Schwerkraft und Regelarmatur 27 kontinuierlich beschickt und hat eine varia- ble Durchsatzleistung von 110 bis 150 m3/h (siehe Fig. 5).

Als Vorlagebehälter kommt ein offener, rechteckiger Behälter 22 mit schrägem Unterteil und einem Nutzvolumen von 40 m3 zum Einsatz.

Der obere Bereich des Behälters 22 hat eine Querschnittsflä- che von 8 m2 (4 m auf 2 m). Der Abzug der Pulpe 25 zur Schwerstoffabscheidung erfolgt am Boden des Behälters 22.

Der Abzug gereinigter Suspension 26 für die nachfolgenden Verfahrensstufen aus dem Vorlagebehälter 22 befindet sich in der oberen Behälterhälfte und erfolgt kontinuierlich mit 50 m3/h.

Der Stoffstrom der abgetrennten Schwerstoffe ist im Vergleich zum Stoffstrom 25 der Zufuhr zum Schwerstoffabscheider sehr klein, so dass in erster Näherung Stoffstrom 21 des zurückge- führten gereinigten Materials gleich dem Stoffstrom 25 ge- setzt werden kann.

Ausführung : Der Abzug der gereinigten Suspension 26 für die nachfolgenden Verfahrensstufen mit kontinuierlichen 50 m3/h erfolgt in ho- rizontaler Richtung horizontal quer zu dem vertikal gerichte- ten Stoffstrom von 60 bis 100 m3/h aus der Zone mit gereinig- tem Material 29. Die verbleibende Suspensionsmenge aus der

Zone mit gereinigtem Material 29 strömt am Durchlass 30 am unteren ende der Trennwand 23 in die Zone mit ungereinigtem Material 28 (siehe Fig. 6).

Die Zufuhr der ungereinigten Pulpe 20 und die Rückführung des Ablaufs der Schwerstoffabscheidung 21 in den Vorlagebehälter 22 erfolgen auf den Seiten und oberhalb des maximalen Füll- standes auf der jeweiligen Seite der Trennwand (siehe Fig.

5). Die schräg verlaufende Trennwand 23 beginnt oberhalb des maximalen Behälterfüllstands 24 von 40 m3 und reicht bis in den sich verjüngenden Teil des Behälters hinab, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Trennwand 23 unterteilt auf dem Niveau des maximalen Füllstands die Querschnittsfläche des Behälters (siehe Fig. 6) in eine Fläche A (Bezugszeichen 28) und eine Fläche B (Bezugszeichen 29). Der Zone mit der Querschnitts- fläche A (28) wird die ungereinigte Pulpe 20 zugeführt und in die Zone mit der Querschnittsfläche B (29) wird der Ablauf 21 der Schwerstoffabscheidung rückgeführt.

Um bei virtuell geschlossenem Ablauf 30 sicherzustellen, dass bei dem Abzug 26 von 50 m3/h und der minimalen Rückführung 21 von 110 m3/h der Füllstand in der Zone mit der Querschnitts- fläche B, in der sich die gereinigte Pulpe 21 befindet, schneller als oder zumindest gleich schnell steigt wie im Be- reich mit ungereinigter Pulpe 20 (Zone mit der Querschnitts- fläche A) bei maximaler Zufuhr 20 von 60 m3/h, gilt auf dem Niveau des maximalen Füllstands, dem Niveau, auf dem das Ver- hältnis der beiden Querschnittsflächen A zu B minimal ist : A/B > 1 (A zu B ist größer gleich eins).

In diesem Fall wird die schräg verlaufende Trennwand derart eingebaut, dass sich eine Querschnittsfläche A (28) von 4 m2 und eine Querschnittsfläche B (29) von 4 m2 ergibt. Die Trennwand 23 ist so weit nach unten gezogen, dass der freie Querschnitt der Öffnung 30 zum Abfluss von gereinigter Pulpe in den Behälterkonus 0,3 m2 beträgt.

Vorteile Die erfindungsgemäße Ausführung einer Schwerstoffabtrennung hat den Vorteil, dass beim Einsatz von nur einem Vorlagebe- hälter und der Rückführung des Ablaufs des Schwerstoffab- scheiders in diesen Behälter gereinigtes Material von unge- reinigtem Material getrennt gehalten werden kann und kein Kurzschlussstrom von ungereinigtem Material in die nachge- schalteten Verfahrensstufen auftritt. Ferner kann eine mehr- fache Rückführung des Ablaufs des Schwerstoffabscheiders rea- lisiert werden.

Ferner werden durch die begünstigte Abtrennung von verblei- benden Feststoffen aus dem Ablauf des Schwerstoffabscheiders in der Zone des gereinigten Materials vermehrt Schwerstoffe zum Schwerstoffabscheider zurückgeführt.

Der Effekt ist jeweils, dass der Abtrenngrad der Schwerstoffe verbessert wird. Dies ermöglicht auch den Einsatz von selek- tiveren Abscheidern, die sich typischerweise durch einen schlechteren Wirkungsgrad auszeichnen.

Die Erfindung ermöglicht somit hohe Wirkungsgrade mit nur ei- nem Vorlagebehälter und nur einem Schwerstoffabscheider. Da- durch wird der Bedarf an Platz und Armaturen minimiert sowie kurze Rohrleitungslängen und eine günstige Rohrleitungsfüh- rung werden ermöglicht. Diese Faktoren bewirken eine Senkung der Kosten bei gleicher Qualität.

Aufgrund der Möglichkeit der Rückführung in den Vorlagebehäl- ter und folglich einer mehrfachen Zufuhr des zu reinigenden Materials kann ein größerer Schwerstoffabscheider zur Wir- kungsgradsteigerung eingesetzt werden. Im Vergleich zu zwei in Reihe geschalteten Schwerstoffabscheidern können somit Ko- sten gesenkt werden.