Einführung
Runde Primärklärer werden eingesetzt, um suspendierte Feststoffe aus Flüssigkeiten zu entfernen. Sie finden breite Anwendung in der Abwasserbehandlung und Wasseraufbereitung, sowie in Bergbau anlagen, Umkehrosmoseanlagen und Papier- und Zellstoff fabriken, um nur einige Branchen zu nennen.
Kläranlagen sind Teil des Sedimentationsprozesses. Sedimentation ist die Trennung von suspendierten Feststoffen aus einer Flüssigkeit. Wenn die Sedimentation ausschließlich durch Schwerkraft erfolgt, werden Sedimentationsbecken oder Absetzbecken verwendet. Kläranlagen sind Maschinen, die den Sedimentationsprozess mechanisch unterstützen.
Querschnitt eines Absetzbeckens
Um die Trennung zu erreichen, verlangsamen Kläranlagen die Strömungsgeschwindigkeit des Zulaufs (eingehender Fluss) und ermöglichen das Absetzen durch Schwerkraft. Schwerere suspendierte Feststoffe sinken auf den Boden des Klärers und bilden Schlamm. Leichtere Feststoffe steigen an die Oberfläche und bilden Schaum. Schwerere Feststoffe werden als absetzbare Feststoffe bezeichnet, während leichtere als schwimmfähige Feststoffe gelten.
Primärklärer-Designs sind entweder rund, rechteckig oder steilwandig. Typische Kläranlagen haben eine Verweilzeit (Gesamtzeit im Klärer) von etwa 1-2 Stunden und können bis zu 95% der absetzbaren Feststoffe aus dem Prozessstrom entfernen.
Runde Primärklärer sind aufgrund ihrer einfachen Konstruktion, hohen Effektivität und niedrigen Betriebskosten in vielen Branchen weit verbreitet.
Funktionsweise von Primärklärern
Das folgende Video ist ein Auszug aus unserem Online-Videokurs zur Mechanik und Elektrotechnik erklärt.
Der Zulauf tritt durch das Zulaufrohr in den Klärer ein und gelangt zum Energieverteilenden Einlass (EDI). Der EDI reduziert die Geschwindigkeit des Zulaufs, was die Trennung der suspendierten Feststoffe von der Flüssigkeit verbessert.
Der Klärer ist in drei Hauptzonen unterteilt: Zulauf, Absetz und Ablauf Zonen. Nach dem Verlassen des EDI gelangt der Zulauf in die Absetzzone.
Schwerere absetzbare Feststoffe sinken auf den Boden des Klärers, sammeln sich als Schlamm und werden mit Rechen/Pflügen entfernt. Jeder Rechen hat zugehörige Schaber , die den Schlamm schrittweise vom Boden des Klärers zur Schlammsenke bewegen. Der Schlamm wird dann aus der Schlammsenke zu einem Abfallentsorgungsbereich oder zur weiteren Behandlung gepumpt.
Leichtere schwimmfähige Feststoffe schwimmen an die Oberfläche des Klärers, sammeln sich als Schaum und werden mit einem Schaumabschäumer entfernt. Der Abschäumer leitet den Schaum in die Schaumrinne, wo er zu einem entfernten Ort abfließt.
Sobald die absetzbaren und schwimmfähigen Feststoffe vom Zulauf getrennt sind, passiert der Zulauf einen Überlaufwehr (normalerweise ein V-Kerbenwehr). Der Zweck des Wehrs ist es, einen dünnen Wasserfilm durch das Wehr zu lassen, aber sehr wenige suspendierte Feststoffe. Das Wehr wird normalerweise von einem Schaumabweiser vorangegangen, der verhindert, dass Schaum das Wehr erreicht.
Nach dem Durchfließen des Wehrs gelangt die Flüssigkeit in die Ablaufrinne. Der Ablauf aus der Rinne wird extrahiert und weiterbehandelt oder direkt aus der Anlage abgeleitet.
Sekundärklärer bilden manchmal den sekundären Teil des Sedimentationsprozesses. Ein Sekundärklärer ist ähnlich wie ein Primärklärer, obwohl er nicht so tief ist, eine größere Querschnittsfläche und eine längere Verweilzeit hat; diese Faktoren erhöhen die Menge an suspendierten Feststoffen, die getrennt werden können. Sehr feine suspendierte Feststoffe, die in der Primärstufe nicht extrahiert werden können, werden in der Sekundärstufe durch den Sekundärklärer extrahiert.
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Kurzschluss
Kurzschluss tritt aufgrund von Temperatur- oder Strömungsunregelmäßigkeiten im Klärer auf. Strömungsunregelmäßigkeiten führen zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten im Klärer. Unterschiedliche Geschwindigkeiten ermöglichen die Trennung in Bereichen mit geringer Strömung, reduzieren jedoch die Trennung in Bereichen mit hoher Strömung. Kurzschlüsse sollten vermieden werden, da eine gleichmäßige Trennung der suspendierten Feststoffe im gesamten Klärer nicht garantiert werden kann, was die Gesamteffizienz des Klärers verringert.
Leistungsüberlegungen
Der größte Leistungsfaktor, der einen runden Primärklärer beeinflusst, ist die Durchflussrate und die Geschwindigkeit des Zulaufs durch den Klärer. Mehrere Verhältnisse wurden entwickelt, um die Leistung des Klärers zu messen. Die Oberflächenüberlaufrate (SOR) vergleicht die Gesamtzulaufrate mit der Oberfläche des Tanks. Die Wehrüberlaufrate (WOR) misst den Durchfluss über das Wehr im Vergleich zur Länge des Wehrs. Beide Verhältnisse (SOR & WOR) sind nützlich, um die Leistung des Klärers zu bestimmen.
Das folgende 3D-animierte Video zeigt, wie ein typischer runder Primärklärer funktioniert und seine Hauptkomponenten.
Systemkomponenten
Dieses 3D-Modell zeigt alle wichtigen Komponenten, die mit einem Primärklärer verbunden sind, darunter:
- Zulaufeinlass
- Ablauf
- Schlammauslass
- Rechen/Pflug
- Schaberblätter
- Abschäumer
- Energieverteilender Einlass (EDI)
- Schaumrinne
- Ablaufrinne
Zusätzliche Ressourcen
https://en.wikipedia.org/wiki/Clarifier