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EP3541757A1 - Verfahren zur entkeimung und reinigung von flüssigen medien sowie verfahren zum separieren fester und flüssiger bestandteile einer fest-flüssig-mischung und vorrichtung zur umsetzung der verfahren - Google Patents

Verfahren zur entkeimung und reinigung von flüssigen medien sowie verfahren zum separieren fester und flüssiger bestandteile einer fest-flüssig-mischung und vorrichtung zur umsetzung der verfahren

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Publication number
EP3541757A1
EP3541757A1 EP17783388.6A EP17783388A EP3541757A1 EP 3541757 A1 EP3541757 A1 EP 3541757A1 EP 17783388 A EP17783388 A EP 17783388A EP 3541757 A1 EP3541757 A1 EP 3541757A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solid
vibrating screen
liquid
bar
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17783388.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alfons Schulze Isfort
Dominik Schulze Isfort
Frieda TAUBER
Otto Tauber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/EP2016/001908 external-priority patent/WO2018091059A1/de
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority claimed from PCT/EP2017/001102 external-priority patent/WO2018091118A1/de
Publication of EP3541757A1 publication Critical patent/EP3541757A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02F2305/02Specific form of oxidant
    • C02F2305/023Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical

Definitions

  • the invention relates to a process for the sterilization and purification of liquid and / or aqueous media and that initially to a method and apparatus for cleaning and especially sterilization of the medium and can for water treatment, in systems for drinking and household water, service water, in the chemical and pharmaceutical industries, in the food industry, in the medical industry as well as for the purification and sterilization of waste water from municipalities, industry, in agricultural enterprises, local sewage treatment plants, modular water treatment stations, but also in particular as a downstream process of previously for separating solid and liquid components of a solid-liquid mixture has taken place, for example, nachzubeteln liquid components, which have arisen in a process in which solid and liquid components of a solid-liquid mixture have been separated, for example in Behan tion of manure, ordnance and the like.
  • the current state of the art corresponds to numerous process technologies for multi-stage cleaning operations of liquid media such.
  • B. water The process techniques and systems used relate z. B. a chemical water sterilization such.
  • a water treatment with chlorine using special chlorine facilities where the treated chlorine water is then mixed with the whole incoming water mass.
  • One disadvantage of chlorine water treatment is that chlorine must be stored in intermediate storage tanks for use in steel cylinders, which results in high investment costs.
  • Water treatment plants can not prevent the penetration of significant amounts of inorganic and organic substances into drinking water. Under these conditions, the use of chlorine as a degerming agent leads to the formation of new compounds, which are often more toxic than the starting materials.
  • the cavitation is performed by hydrodynamic or ultrasonic methods.
  • the implosion of bubbles occurs during cooling of the cavitated liquid by feed and / or cold flow of the heat carrier. With the stream of the liquid taken for filtration, the filtered solids are rinsed (Patent RU 2240984 dated 27.11.2004).
  • the plant for implementing the common method consists of a coarse filter, a pre-filter, a pump, a supply line, an ultrafilter, a high-pressure pump, a reverse osmosis filter, resistance meters, a carbon filter, a Soptionsfilter, a cation filter, an ion filter and a candle filter for sterilization.
  • a disadvantage of this method and the apparatus for carrying it out is that there is no pre-oxidation to convert soluble iron to hydroxide to prevent its penetration into the microfilters.
  • Iron ions in the microfilter, their frequent regeneration or exchange interfere with the continuous operation of the membrane plant, increase maintenance costs and cost of drinking water production.
  • Carbon filters, sorption filters and candle filters collect pollutants. They must be flushed regularly with chemical reagents.
  • the prior art discloses a device for sterilizing sewage and natural waters (Patent RU 2328450 of 10.07.2008), which consists of five stages, each of which has a container and a hydrodynamic cavitator.
  • Each hydrodynamic cavitator is in the form of a rotating cavitator with a Suction and a discharge nozzle executed.
  • the container of the first stage is connected to the suction port of the cavitator, the discharge nozzle is connected to the container of the second stage.
  • the second stage cavitator is connected to the nozzles with second and third stage containers.
  • the third-stage cavitator is connected to the sockets of third and fourth stage tanks.
  • the fourth stage cavitator is connected to the sockets of fourth and fifth stage tanks.
  • the fifth stage cavitator is connected to fifth stage vessels and the water clarification device. Bottoms of the fourth and fifth stage tanks are connected by piping to the sediment draining device.
  • a disadvantage of this method is that similar functional components are used, namely rotating cavitators, which can not provide some necessary factors of neutralization and cleaning operations such as mechanical impact processing, electrolysis processes and so on.
  • the prior art further discloses a process for purifying liquid media, which includes balancing the medium composition, cavitation treatment of the medium, treatment of the medium in the magnetic field, pH correction of the medium, and sedimentation to clarify the medium (Patent application RU 2002119765). Furthermore, a method and a device for the treatment of liquid media by jet cavitation are known in the prior art (RU Utility Model Patent 54662 of 10.07.2006).
  • the disadvantage of the above-mentioned method and treatment plants is that they can not ensure high cleaning performance and high efficiency.
  • the treatment with Strahlkavitation and in the ferromagnetic stator is carried out to form strong oxidizing agents ⁇ +, H2O2 and O3, each at a negative pressure of ⁇ 1 bar, preferably 0.3 to 0.7 bar;
  • reagent is optionally added to the ferromagnetic stator.
  • the reagent may, for. Example, be selected from the following group: milk of lime, aluminum sulfate, iron chloride and this is carried out at a reduced pressure of ⁇ 1 bar, preferably 0.3 to 0.7 bar;
  • the method may involve treatment of the recovered medium in a rotating pulse device and again at a negative pressure of
  • the method may optionally include filtering the medium by means of a Wegbettfilters and again at a negative pressure of ⁇ 1 bar, preferably 0.3 to 0.7 bar;
  • the method may optionally include ozonization of the medium at
  • the method may optionally comprise a treatment of the medium with UV rays at a reduced pressure of ⁇ 1 bar, preferably 0.3 to 0.7 bar;
  • the method may comprise a sedimentation aftertreatment in a z. B. multi-stage cascade of sedimentation and again at a negative pressure of ⁇ 1 bar, preferably 0.3 to 0.7 bar.
  • a cavitator in particular a Strahlkavitator, at a negative pressure of ⁇ 1 bar, preferably 0, 3 to 0.7 bar, with a ferromagnetic stator with a magnetic rotating field and a magnetic and / or magnetizable element, in particular with magnetic and ferromagnetic needles or a rotating cutting mechanism, and preferably with a unit for sedimentation, in particular a separation device and in particular a downstream sludge separation system, which also at a negative pressure of ⁇ 1 bar, preferably 0.3 to 0.7 bar is operated.
  • the device can optionally be equipped with a compensating mixer, which is installed in the flow direction of the media to be sterilized in front of the Strahlkavitator.
  • the device may optionally be equipped with a means for metering reagents for the ferromagnetic stator.
  • the separating device of the medium may preferably be equipped as a hydrocyclone.
  • the device or the system can be equipped with a rotating impulse device, which is installed in the flow direction of the media after the separation device.
  • the device is preferably equipped with deep bed filters, which are installed downstream of the separation device.
  • the device may preferably be equipped in a unit for ozonization of the medium, which is installed in the flow direction downstream of the separation device. Furthermore, the device is preferably equipped with a unit for UV irradiation of the medium, which in the flow direction the separator is installed.
  • an automatic control unit can be provided to automatically set and control the entire device and thus the process line.
  • the method according to the invention and the system suitable for implementing the method use a combination of a cavitator, in particular a Strahlkavitators with a system which is equipped with a negative pressure and a subsequent ferromagnetic stator (FMS) with magnetic rotating field and magnetic and / or magnetizable elements, in particular with ferromagnetic needles.
  • a cavitator in particular a Strahlkavitators
  • FMS ferromagnetic stator
  • the negative negative pressure results in larger cavities, in particular supercaverns, a cavitation area which is characterized by a hundred times the length L1 (with the same conductor cross-sections).
  • the cavitation number drops, in particular, to a stable supercavitation operation.
  • These cavities, and in particular a supercaverne produce water loss products, radicals, cavitation nuclei and form them directly in the working area of the FMS for reduction-oxidation reactions, displacement reactions and other reactions that take place on huge phase interfaces EFF (gas-liquid-solid), which are within the working range of the FMS arise.
  • EFF gas-liquid-solid
  • the formation of strong oxidants, interactions between oxidants and degraded liquid compounds on multiply increased phase boundaries occur in the working area of the FMS, which increases the reaction rate by a multiple and by comminution of solids down to the submicron range and the enlargement of phase interfaces ensures a complete interaction between all the elements involved in the reaction. Accordingly, the general efficiency of displacement, sedimentation, oxidation and other processes increases, which significantly improves the cleaning quality.
  • the speed of the subsequent separation, in particular a sludge sedimentation is ensured.
  • reagents eg. As lime, be used for acceleration of reactions.
  • the medium can be subjected to a post-purification and after sterilization by means of a rotating pulse device, a deep bed filter, an ozonization unit and / or a UV treatment unit.
  • a conventional plant or apparatus for implementing the described method comprises sequentially a balancing mixer, a continuous jet cavitator a vacuum generator a ferromagnetic stator with rotating ferromagnetic elements (magnetic rotating field), combined with a metering unit for the addition of reagents, a unit for sedimenting equipped z. B. with hydrocyclones and a sludge deposition system, a rotating pulse device (cavitator), a Tiefbettfilterü with automatic filling Regeneration, an ozonization unit, a UV irradiation unit and a unit for supplying treated water.
  • an automatic control unit can be provided, which is linked to all facilities of the system. Other facilities are installed if necessary to fine clean, z. B. to win drinking water.
  • the balancing knife is intended for balancing the composition of the liquid medium and represents a container with a mixer.
  • the Strahlkavita- tor is intended for the treatment of the liquid medium.
  • a beam cavitator generally consists of a tube housing with a narrowed and a rear extended part, as well as with a nozzle for applying the negative pressure.
  • a ferromagnetic stator (FMS) is designed for the cavitation treatment of the medium to accelerate the oxidation and degradation of molecules of organic matter dissolved in water. The FMS uses the energy of the rotating magnetic field with a high specific concentration in a room of the working area.
  • the FMS includes a housing with a working area containing a replaceable insert and ferromagnetic elements (needles) and an inductor that extends over the entire working area.
  • the inlet of the FMS is directly connected to the outlet of the cavitator.
  • the sedimentation unit equipped with a sludge separator is intended for the separation of the liquid medium and the sludge resulting from subsequent treatment.
  • a rotating pulse device is designed for the subsequent removal of suspended matter from the cleaned medium. It is a horizontal cylindrical hollow housing having two diametrically opposed threaded bores in which the nozzles are arranged, the mouth of which is made flush with the cylindrical inner cavity.
  • the cylindrical hollow housing also has a cylindrical hollow rotor coaxial with the gap.
  • the cylindrical hollow rotor has two diametrically opposed identical openings. In this case, identical orifices of the nozzles and two identical openings of the rotor lie on a diametrical axis.
  • the rotor is equipped with a bearing unit equipped, which is equipped with a collar for sealing the housing interior of the hydrodynamic pulse generator upon rotation of the rotor of an electric drive.
  • Tiefbettfiltertechniken, ozonation units and the UV irradiation unit provide a final fine cleaning of the corresponding medium.
  • a waste water is introduced via equalizing mixtures at a rate of 28 to 33 m / s in the fürlaufkavitator, where the Kavitations awareness of wastewater takes place.
  • a negative pressure of ⁇ 1 bar preferably 0.3 to 0.7 bar is applied in the flow-through cavitator. This creates a supercaverne and their main footprint is increased.
  • the cavitation process is in the phase of Ventilation cavitation (artificial cavitation), which is characterized by a reduction in the Kavitationsiere (stable supercavitation operation).
  • microbeams occur at velocities of 200 to 1,000 m / s and a local impact pressure of about 10 3 MPa, which act on reaction components at intervals comparable to molecular dimensions. Furthermore, in a collision of impulse jets, Pils and bacteria spores are killed at lightning speed.
  • a prerequisite for a bubble implosion is the movement and excitation of the medium, resulting in a spherically symmetric bubble implosion Has.
  • a very high speed at the time of implosion and a strong increase of local pressure are considered as one of the causes of the formation of cavitation.
  • cavitation is a phenomenon of vapor formation and of air excretion caused by pressure reduction in the liquid.
  • the cause of cavitation is the sieving of a liquid at normal temperature under low pressure.
  • the emergence of cavitation allows the air dissolved in the water, which excretes when pressure decreases.
  • the life cycle of a cavitation bubble consists of two phases: expansion and implosion, which together form a complete thermodynamic cycle.
  • the "boiling" of a liquid is due to the fact that a thin layer of air is adsorbed on the surfaces of these particles.
  • the air-layer particles when they enter the vacuum area, allow the development of such cavitation.
  • the bacterial flora in the liquid to be treated also serves as a place of origin for cavitation bubbles.
  • the liquid is ready in the vacuum
  • it reaches boiling point, cell membranes of bacteria that reach the center or near cavitation bubbles are completely or partially destroyed because of the pressure difference inside and in the environment.
  • the second phase of the life cycle of a cavitation bubble is the implosion (condensation). This takes place in a pressure range into which the cavitation bubble with the liquid to be treated passes.
  • the condensation process of a cavitation bubble takes place instantaneously.
  • the liquid particles surrounding the bubble migrate at high speed to their center.
  • the momentum of particles at the moment of bubble formation triggers local hydraulic micro-shocks accompanied by local pressure increase up to 10 4 kg / cm 2 and local temperature increase to 1000-1500 ° C.
  • most cavitation bubbles are deformed and are elliptical or conical.
  • the implosion of such bubbles creates cumulative, high-energy rays that destroy everything in their path.
  • the implosion of individual cavitation bubbles shows no expected effect. However, there are several cavitation bubbles present and several thousand implode per second. Therefore, they can collectively exert a significant destructive or other effect without heating the liquid to be treated.
  • cavitation in ultra-high temperature operation in addition to the mechanical influence, also has a microsterilizing effect on the bacterial flora in the zone of extinction of cavitation bubbles.
  • the Walls of cavitation bubbles and liquid drops that are in bubbles have unlike charges. In an implosion, the bubbles shrink drastically and the charges come on very small surfaces of the bubbles. By a jerky reduction of surfaces of cavitation bubbles, the voltage of static electricity increases dramatically. Between the walls of cavitation bubbles and drops that are inside, there are electrical discharges that have a form of microscopic lightning. These high intensity electrical discharges also have a detrimental effect on the bacteria causing the bubbles to form.
  • the gas-air phase which contains a large amount of gas and non-imploded bubbles as well as nucleons (cavitation nuclei), is transferred to the working area of the FMS.
  • the working area of the FMS is a Shredding of solids contained in wastewater to sub- micron dimensions as well as a molecular degradation under impact of ferromagnetic elements in the magnetic rotating field. There are further cavitation effects and electrolysis processes take place.
  • the ferromagnetic elements rotate about their transverse axis in the working area of the FMS at a speed close to the speed of rotation of the magnetic field to migrate simultaneously within the working area.
  • the particles oscillate with respect to the force vector of the magnetic field.
  • These vibrations can be several thousands per second.
  • each ferromagnetic element constitutes its own mixer mill which rotates at a high but varying rotational speed.
  • Such movement of hundreds of particles results in rapid stirring and dispersion of components.
  • the specific energy of the rotating electromagnetic field is extremely high and reaches 10 kW / m 3 .
  • the energy intensity of the FMS is z. B. 100 to 200 times higher compared to the energy intensity of vibration mills.
  • GFF gas-liquid-solid
  • reagents are added to the FMS by means of a dosing system, eg lime milk, aluminum sulfate, iron chloride (depending on the original composition of the wastewater).
  • the reagents are introduced directly into the working area of the FMS and are comminuted together with solids from waste water, they immediately enter the precipitation reaction and the displacement reaction with heavy metals.
  • Organic substances are broken down to complete mineralization (up to CO2 and H2O).
  • the treated effluents are introduced into the unit with hydrocyclones, where accelerated sedimentation of coagulated particles occurs. Mud is removed with the purging system.
  • the purified water passes through the rotary impulse device (cavitator) or through a floatation floatation unit through the deep bed filter unit, ozonation unit and UV irradiation unit to sanitize the water according to the end user's requirements for the treated water. All devices and units are controlled by an automatic control unit. Examples of the implementation of the method according to the invention are described below.
  • the method in question and the process line are described by way of example of wastewater treatment, they can also be used for the sterilization and purification of other liquid media.
  • the process described above may be followed by a process in which solids and liquids are separated from a solid-liquid mixture to after-treat the separated liquid
  • the solid-liquid mixture is separated in the upstream process in a housing with a vibrating screen.
  • an air flow can also pass through the meshes of the sieve surface with entrainment of corresponding liquid fractions, so that the separation process takes place at an exceptionally high process speed and the vibrating sieve is permanently cleaned.
  • the inlet through which the solid-liquid mixture reaches the vibrating screen, opens above the rear end of the vibrating screen in the conveying direction.
  • the solid components in the solid-liquid mixture reach the vibrating screen in the region of its rear end so that they are conveyed over the entire length of the vibrating screen until they reach the front end where the discharge opening is provided.
  • the movement of the solid components along the length of the vibrating screen promotes the separation of the liquid constituents from the solid constituents and thus increases the degree of separation.
  • a distributor can be arranged in the housing below the inlet and above the vibrating screen.
  • This distributor is used to optimally exploit the surface of the vibrating screen for separation.
  • the distributor does not act in the longitudinal direction or conveying direction of the vibrating screen, but transversely thereto, so distributes the mixture over the width of the vibrating screen and advantageously over its entire width.
  • the vibrating screen can be arranged obliquely from bottom to top and operated so that it promotes the solid components obliquely upward.
  • the inclination of the inclination can be specified constructively in adaptation to the intended application or it can be a tilt adjustment be provided of the vibrating screen or the housing to flexibly adapt the device to different requirements can.
  • the vibrating screen is to adjust the level of the solid-liquid mixture only so high that the vibrating screen protrudes partially above this level upwards.
  • a kind of floating filter cake with a high solids content forms on the vibrating screen.
  • This filter cake is promoted on the vibrating screen upwards and thus beyond the level of the solid-liquid mixture, so that there, supported by the vibrating effect of the vibrating screen, a particularly effective further separation of the liquid components from the filter cake can be done before the solid Components then enter the discharge opening, through which they leave the housing.
  • a mesh size of the vibrating screen has proven to be smaller than 0.8 gm, for example, between 0.7 and 0.8 pm.
  • high throughput rates of the device were achieved with such mesh sizes. While the proportion of solid constituents within the solid-liquid mixture was about 7 to 8%, it was only about 0.8% in the liquid components coming out of the device.
  • an even smaller mesh size of for example about 0.4 to 0.5 pm the degree of separation can be increased even further and, with the same starting material, the amount of solid constituents can be reduced to about 0.2 to 0.3%, at the expense of one lower throughput of the device.
  • the degree of separation can be further improved if the solid constituents coming from the discharge opening are aftertreated in a subsequent second separation step, for example in a screw press.
  • a screw press is that this has in known manner a screw, which is referred to as press screw or screw conveyor, and has one or more filters radially outside the screw.
  • This post-treatment can also be carried out under reduced pressure, as m claim 1 advantageous and carried out according to claims 2 and 3.
  • this filter has a plurality of slots extending in the longitudinal direction of the screw.
  • Liquid components emerging from the material need therefore not flow transversely to the conveying direction of the screw radially outwards in the manner of a change in direction of about 90 °, but they can due to the longitudinal slots extending with little change in direction over the entire length of the screw and continue to pass radially outward and through the slots.
  • the configuration of the screw press described can be advantageous comprise a filter having a plurality of flat iron. These flat bars are aligned coaxially with the worm by the flat iron extending lengthwise in the longitudinal direction of the worm.
  • the flat irons are aligned around the worm radially, so that the width of the flat iron extends radially outward from the worm and the thickness of the flat iron extends in each case tangentially to the worm. Because of this radiate ring-like orientation of the flat iron these lie with their radially inner ends almost close to each other, while outwardly the distances of the flat iron are larger to each other.
  • a structurally simple and economically producible design of this filter for example, consist in that each several flat iron are combined into a package, for example, depending on the thickness of two to ten adjacent flat iron.
  • the individual flat irons abut one another over the entire surface, a sufficiently high level of nentik within the filter füreriesève for the liquid to be discharged.
  • Spacers are provided between two adjacent packets in the outer radial region of the filter, but not in the radially inner region of the filter so as to give an overall annular and nearly circular cross-section of the filter surrounding the press screw in the manner of a polygonal tube.
  • the screw press can be used for separation.
  • a conveying device can be provided which conveys the solid components which either arrive directly from the housing accommodating the vibrating screen or indirectly, namely from the downstream second separation stage, to a transfer point.
  • the conveyor can be configured in many ways, for example as a conveyor belt or screw conveyor, wherein a screw conveyor is mentioned below purely by way of example.
  • the solid components are transferred from the device to a subsequent device.
  • the downstream device may be, for example, an open storage bin or a container into which the solid ingredients are added. The solid constituents, if they lie as a pile on a substrate or are filled in a container, even after days a considerable temperature level, possibly due to Kompost istsvorg- gene.
  • the solid ingredients can therefore be given for example in a container, the one Includes piping heat exchanger, so that a guided through this heat exchanger medium is heated.
  • the proposed device can be designed as a mobile, transportable unit, z. B. be constructed within a container, on a vehicle trailer or the like.
  • a supply line from the manure tank is moved to the device, through which the manure from the manure tank enters the device, namely in the housing, which surrounds the vibrating screen.
  • a pump is advantageously provided, which promotes the solid-liquid mixture into the housing.
  • the aforementioned suction pump in turn promotes the liquid components in the manure tank back and ensures the negative pressure below the vibrating screen.
  • This circulation it is not necessary to provide an additional tank as an intermediate storage, in which the coming out of the device, separated, liquid components of the manure are directed. Rather, the proportion of solid components in the manure container is gradually considerably reduced by the circulation of the manure or its liquid components, so that after a few hours of treatment, for example, three to five hours, the liquid in the slurry tank a solids content of only about 1 % or even less.
  • a particularly economical use of the proposed device may be that it does not remain permanently unused for a long time next to the slurry tank, but rather is spent from day to day to another slurry tank, for example by a contractor.
  • the embodiment of the device as a movable trailer or the arrangement of the individual components of the device on a mobile trailer allows this mobile use of the device.
  • the solid-liquid mixtures in containers, by tank truck or the like can be spent on the device.
  • the solids content can be separated as completely as possible from the solid-liquid mixture and can be thermally utilized in a combustion plant which is also stationary there.
  • a stationary device is not subject to the limitations imposed on a mobile device, for example, in terms of its dimensions, so that stationary devices can be made particularly efficient.
  • the device can be used in the agricultural sector, for example for fermenter cleaning by the contents of a biogas fermenter is freed, for example, of mineral solids such as sand. This will prevent the fermenter from slowly becoming silted up and its entire useful volume will be through made such cleaning available again.
  • the essential for the function of the fermenter microorganisms are advantageously recycled to the fermenter by the liquid components are recirculated from the device in the circulation in the fermenter.
  • the device is equipped not only with a single vibrating screen, but with two vibrating screens. These two vibrating screens are each arranged in a separate housing.
  • the solid-liquid mixture is led to both housings separately by branching a feed line, which brings the solid-liquid mixture to the vibrating screens, and a separate inlet is provided in each of the two housings.
  • a switch can be made possible to selectively lead the solid-liquid mixture to only one of the two inlets and thus to only one of the two different vibrating screens.
  • the solid-liquid mixture can first be led out of the manure tank into the housing, in which the vibrating screen with the larger mesh size is located. Later, the valve assembly can be switched so that the solid-liquid mixture, which now already has a significantly lower solids content, is placed on the vibrating screen with the smaller mesh size, so that now even more, previously unfiltered solids by means of this vibrating screen from the solid Liquid mixture can be separated.
  • the separation of initially coarser solid constituents by means of the first, coarser-meshed vibrating screen prevents the fine-meshed vibrating screen from becoming too covered and too impermeable by the solid constituents, which would adversely affect the throughput.
  • the two differently configured vibrating screens with their different mesh sizes can be used to select in adaptation to the particular starting material present, for example, differently composed Güllesorten, each of the most suitable vibrating screen.
  • This can be used in particular for the already mentioned wage companies or mobile ones Be advantageous devices that are spent at different locations and are therefore charged with possibly very different starting materials.
  • the vibrating screens of different mesh sizes can be connected in series so that the liquid constituents are led out of the coarser vibrating screen onto the finer vibrating screen and only then out of the device.
  • valve assembly can also be designed so that it allows four different modes: either the solid-liquid mixture is performed only on one of the two vibrating screens, namely either first on the one or secondly the other vibrating screen, or third is the hard Liquid mixture in the manner of a parallel operation led to both vibrating screens, or fourth, the solid-liquid mixture is performed in the manner of a series or series operation on only one and then the other of the two vibrating screens.
  • the corresponding configuration of the valve arrangement and associated piping guidance is known to the person skilled in the art, for example by means of shut-off valves or reversing valves, in particular multiway valves, and therefore does not need to be explained in detail in the context of the present proposal.
  • the solid components that form a filter cake resting on the vibrating screen cause a certain sealing of the vibrating screen.
  • This seal is advantageous insofar as it prevents or reduces the suction of air that could otherwise be sucked in by the vibrating screen where an obliquely upward vibrating screen protrudes upwards out of the solid-liquid mixture.
  • This sealing by the filter cake therefore enhances the suction power in the area where the vibrating screen dips into the solid-liquid mixture and where the liquid from the solid-liquid mixture is to be sucked down through the vibrating screen.
  • an overflow edge can therefore be provided on the forward end of the vibrating screen in the conveying direction, which extends upwards beyond the vibrating screen. It has the effect that a certain minimum layer thickness of the mentioned filter cake has to be reached and maintained on the vibrating screen before the solid components can overcome this overflow edge and pass from the vibrating screen into the discharge opening.
  • the overflow edge may have a height that is between 0.5 and 3 cm, e.g. B. about 1 cm. Air can be sucked in this way from top to bottom only through the vibrating screen, and each time when the filter cake lifts due to the vibrations in the short term from the vibrating screen.
  • the device can be operated deliberately in such a way that solid constituents do not reach as high a level as possible Have dry fraction, but rather still liquid and thus present pumpable, if this should be advantageous for their further use.
  • the degree of separation can therefore deliberately not be set to the maximum, and this is typically associated with an increase in throughput.
  • the separation performance can be deliberately set low, so that a filter cake but rather a liquid from the vibrating screen enters the discharge, but in comparison to the supplied solid-liquid mixture has a higher proportion of solid components.
  • the permeability of the vibrating screen can be reduced by a smaller opening ratio, for example by using a perforated plate instead of a screen.
  • the material As solid constituents, the material is referred to, which leaves the vibrating screen in the conveying direction, passes into the discharge opening, and has a higher solids content than the device supplied solid-liquid mixture, and in particular a higher solids content than that sucked across the vibrating screen Material called liquid constituents.
  • the so-called solid constituents can therefore also be liquid, for example pumpable.
  • it may typically be provided not to recirculate the solid constituents, for example to a slurry tank, but to a second tank, for example a tank, which is available stationary or as part of a tanker truck.
  • the proposed device is used in this case to concentrate the solid-liquid mixture by using as so-called solid constituents a flowable material is provided which has a higher solids content than the originally present solid-liquid mixture.
  • Slurry for example, has an economic value that depends on the nutrient content, which in turn is determined in particular by the solids content.
  • a device according to the proposal can also be used for the otherwise separate solid and liquid components.
  • the amount of solid components could be reduced by about 7 to 8% to significantly less than 1%.
  • a pipe (not shown in the drawings) may be oriented in a lying manner in the interior of the housing, above the inclined screen surface and inside the solid-liquid mixture, the pipe being made from the housing.
  • the tube has apertures in its wall in the portion which is within the housing, similar to a drainage tube, so that liquid portion of the solid-liquid mixture can enter the tube.
  • the tube is the same negative pressure, as prevails in the housing below the screen surface. Even if with the in the Tube entering liquid solids enter the tube, the performance of the entire device is significantly increased.
  • the device is usually connected to a large reservoir of a solid-liquid mixture, and the liquid filtrate, which is withdrawn from the device is recirculated in this large reservoir, so that from this recycling only the solid is withdrawn exiting the device.
  • Solid components that have passed into the mentioned pipe and return to the large storage tank will consequently be re-fed to the device sooner or later. If then already a large proportion of solids has been withdrawn from the solid-liquid mixture and the solid-liquid mixture flowing into the device contains a lower solids content, the probability is greater that the initially circulated solids now on enter the screen surface, are promoted above the liquid level also upwards, and are discharged in this way from the cycle as dry matter.
  • the described measure for improving the performance thus serves to effect a higher throughput of the device, so it represents a quantitative improvement.
  • the improvement of the performance of the device can also be done in qualitative terms, namely by allowing the deposition of very small solid particles from the solid-liquid mixture, so the purity of the liquid filtrate is increased.
  • sieve surfaces with a mesh size or pore size of 7 ⁇ can be used, which is an unusually high filtration fineness, which is accordingly a very Good quality of withdrawn from the solid-liquid mixture liquid - in many applications: water - allows.
  • This qualitative improvement of the device can be made possible by the fact that the screen surface oscillates with a particularly high intensity. For example, a particularly high vibration frequency can be used.
  • the vibration intensity can be expressed in g (gravitational acceleration).
  • the vibration intensity may have values of 7 g or more, in particular of 10 g or more, in particular, for example, values lying between 11 g and 13 g and with which good results have been achieved in practical experiments.
  • the qualitative improvement of the device can also be effected by the fact that the solid-liquid mixture is not only vibrated by the movements of the screen surface itself, but that it is subjected to ultrasound.
  • ultrasound can be directed from below against the sieve surface, so that the ultrasound acts on both the solid-liquid mixture and on the sieve surface.
  • the result of the qualitative improvement of the device is that deposits of solids are avoided in front of the pores of the screen, so that despite the mentioned filter fineness down to 7 ⁇ a blockage of the screen surface can be avoided.
  • Another aspect of the developments of the known device relates to the aspect that the exiting from the device substances are sanitized so that they can be easily stored and / or transported. For example, the disposal of organic hospital waste, especially if they contain human excretions, can be highly problematic from a hygienic point of view, especially if in disasters or disease areas these excretions may contain germs that pose a health hazard.
  • this problem relates to regions in which there is typically no sewerage or clarification facilities for the disposal of organic waste, and relates to areas in which, for example, due to natural disasters, facilities such as sewers or clarifiers have been destroyed or rendered unusable, and this problem is concerned
  • provisional settlements that are to be used only temporarily for a certain period of time, such as refugee camps, or settlements with shelters in disaster areas.
  • this problem also affects the so-called civilized or highly developed Areas where there is a problem of multidrug-resistant bacteria. Also, such germs should not enter the environment uncontrolled as possible.
  • the organic wastes which are obtained as a solid-liquid mixture, can be separated and sanitized.
  • the solids can be placed in a closed incinerator. Not only by the thermal utilization of the solids, the energy contained therein can be used, but by the combustion and harmful germs, which may be contained in the solids are reliably rendered harmless.
  • the sanitation can be carried out, for example, by irradiating the solid-liquid mixture and / or the liquid filtrate with UV light.
  • the solids can be irradiated with UV light, but there is the problem that this can only be a complementary measure, because probably the solids can not be completely penetrated by the UV radiation and sanitized accordingly.
  • the sanitization may alternatively or additionally to UV irradiation be effected in that the solid-liquid mixture and / or the liquid filtrate and / or the deposited solid is heated by means of microwaves to a sanitation temperature, for example, above 70 ° C or 80 ° C can lie.
  • the device may advantageously be provided with a post-treatment unit for the solid precipitated from the device.
  • This post-treatment unit can be designed, for example, as a packaging device.
  • the solid can be pressed into bales, which are then mechanically wrapped with foil and wrapped airtight in this way.
  • the bales can be designed, for example, in a manner known per se as round bales, or advantageously cuboid shaped, so that they can be stacked to save space.
  • the solid can be filled into a foil tube, one end of which is closed, and clamped and sealed after filling a desired tube length, and optionally cut from a considerably longer, still unfilled tube, so that - as in the sausage production - Tube sections are created, which are closed at both ends and contain the solid.
  • Both the bales mentioned and the aforementioned tube sections then enable the safe storage or the safe transport of the packed solid so that it can be transported, for example, to the mentioned incinerator.
  • the solid has a high - and possibly also because of its contained hazardous substances or germs - the thermal utilization in a closed incineration plant can be energetically advantageous while ensuring at the same time that organic ingredients of the solid are rendered harmless.
  • Such closed incinerators unlike open field fires
  • funnel into which the solid passes can advantageously connect several pipes to be able to supply auxiliaries:
  • sanitizing material may be added to the solid flowing through the funnel by means of a tubing adjoining the funnel.
  • moisture-absorbing material which influences the mechanical properties of the solid, for example, to better press it in the downstream aftertreatment unit or to allow improved dimensional stability of the pressed solid, such as the aforementioned bales.
  • a plurality of pipe connections is provided at the end of the device where the screen surface is located lowest, ie at the so-called inlet end, in the region of which the inlet openings are located.
  • a lateral pipe is provided in the region of this inlet end, which opens into the housing above the screen surface.
  • the solids may either be packaged airtight, as discussed above, or they may be pressed at least so strong as to form a plug that seals the space enclosed by the housing and the funnel:
  • a press screw may connect to the hopper as a post-processing device.
  • the mentioned closed-walled pipe can be configured for this purpose as a transition piece, whose cross section passes from a rectangular to a circular contour, so that it can connect the press screw with a circular, tubular housing.
  • the harmless material into the Free enter and be dumped, for example, on the back of a vehicle or in the hold of a vehicle, or in place as a pile.
  • Fig. 1 is a perspective view of an apparatus for separating
  • FIG. 2 shows a view into a housing of the device of FIG. 1, together with a vibrating screen
  • Fig. 3 is a perspective view in an open screw press the
  • Fig. 4 is a view from another perspective of the screw press of Fig. 3; a sectional cross-sectional view of the embodiment of Figure 1 in the region of a stepped screen surface of a vibrating screen and a pressure equalization between the space below the vibrating screen and the space above the vibrating screen.
  • the detail A increases; in a single representation with a drivable by a motor rotary cutting unit, which is connectable to an inlet and an outlet in the liquid flow of the solid-liquid mixture as a second or single hydrodynamic reactor; in a side view (also in perspective) an embodiment nes hydrodynamic reactor with cooling fins and a magnetic rotating field and with ferromagnetic needles; a cross-sectional representation of the embodiment of FIG. 8 and partially broken embodiment of FIG.
  • a total of 1 denotes a device which serves for separating solid and liquid components of a solid-liquid mixture, in particular manure.
  • the device 1 has two housing 2, which are combined to form a common module, in each of which a vibrating screen 3, which is inclined relative to the horizontal, is arranged.
  • a vibrating screen 3 which is inclined relative to the horizontal, is arranged.
  • an end wall 4 is mounted, which has been removed in the case of the right or the viewer towards 2.
  • a vibration drive 5 is mounted on the top of this assembly.
  • the device 1 is designed as a mobile device in the form of a truck trailer, with a frame 6, wheels 7 and a drawbar 8, which can be connected by means of a trailer hitch to a towing vehicle.
  • a towing vehicle about vibration damper in the form of elastomeric bearings 40, the housing 2 are decoupled from the frame 6 vibrationally.
  • This mobile device 1 is shown in Fig. 1 in front of a slurry tank 9.
  • a corrugated tube 10 leads manure as a solid-liquid mixture from the slurry tank 9 to the device 1, namely a pump provided there 11.
  • From the pump 11 from the solid-liquid mixture passes through a pipe 12 to the two housings 2, wherein the pipe 12 branches and leads to two inlets 14, each of which opens into one of the housing 2.
  • the liquid components which pass through the vibrating screens 3 pass through outlets 15 from the housings 2. In this case, two outlets 15 are provided on the underside of each housing 2.
  • the processes 15 open into a manifold 16, which is designed as a transverse square tube. From the collection tube 16, the liquid components are passed through a suction line 17 to a suction pump 18. From the suction pump 18 they pass through a return line 19, which is designed as a tube, back into the slurry tank. 9
  • the vibrating screens 3, and in the illustrated embodiment, the two housings 2, are arranged obliquely relative to the horizontal. 1, from left to right, so that the right end of a vibrating screen 3 is arranged higher than the left, lower end of the vibrating screen 3.
  • the level of solid-liquid mixture within a housing 2 is set during operation of the device 1 so that the vibrating screen 3 protrudes with its front in the conveying direction, right end of the solid-liquid mixture upwards.
  • the solid components arrive on the vibrating screen 3 at the right end of the housing 2 and pass through a discharge opening into a funnel 20, which tapers downwards.
  • a discharge opening into a funnel 20, which tapers downwards.
  • An extension piece 23 of the screw conveyor 22 can from there the screw conveyor 22 on the extend the illustrated right end to a greater length and to a greater height.
  • a foldable or foldable configuration of the screw conveyor 22 is provided, wherein the extension piece 23 is always hingedly connected to an upright axis hingedly connected to the fixed part of the screw conveyor 22 and can be pivoted from its illustrated folding position into an extension position in which it extends this fixed part of the screw conveyor 22 rectilinear.
  • the screw conveyor 22 including the extension piece 23 is shown in Fig. 1, only the outer cladding tube, the actual screw runs in a conventional manner within this cladding tube.
  • Fig. 2 shows a view into the right and front housing 2 of the device 1 of Fig. 1, in which the end wall 4 is removed.
  • the pipeline 12 extends in the region of the inlet 14 into the housing 2.
  • a guide sleeve 24 is provided, through which the pipe 12 extends, so that in this way the pipe 12 is decoupled from the housing 2 in terms of vibration and can remain relatively rigid, while the housing 2 together with the vibrating screen 3 through the Vibration drive 5 is vibrated.
  • An air inlet into the housing 2 is firstly possibly possible through an annular gap, which results between the guide nozzle 24 and the thinner pipe 12 there, provided that this annular gap should not be sealed, but this can be advantageously provided in a conventional manner.
  • an air inlet in the discharge opening is possible, namely where the hopper 20 connects to the housing 2.
  • the housing 2 is closed.
  • the mentioned admission of air occurs due to the suction effect of the suction pump 18, which generates a negative pressure in the housing 2.
  • An overflow edge 38 is provided in the conveying direction at the front of the vibrating screen 3, in front of the discharge opening, so that the solid components accumulate on the vibrating screen 3 and have to reach a corresponding height or layer thickness before they can overcome the overflow edge 38 and reach the discharge opening.
  • a manifold 25 is provided, which is designed as a flat sheet, which extends substantially transversely below the inlet 14 and which has a plurality of distribution ribs 26, which passes through the inlet 14 into the housing 2 solid-liquid mixture distribute over the entire width of the vibrating screen 3.
  • the collecting chamber 21 may be configured: From the hopper 20 enter the solid components of the solid-liquid mixture from the housing 2 into the plenum 21.
  • the plenum 21 is open at the bottom Housing designed in which a screw press 27 runs. Also in this case, the actual screw, namely the pressing screw, not visible, but rather a filter 28 can be seen.
  • the filter 28 is formed by a multiplicity of flat iron 35 which extend in the longitudinal direction of the screw press 27 and which are in each case combined to form packages 29.
  • Each package 29 in this case has a plurality of upright flat iron 35, for example, between two and ten pieces, purely by way of example in the illustrated embodiment, four flat bars 35 form a packet 29.
  • the packages 29 are arranged so that they abut each other with their radially inner longitudinal edges, while between two adjacent packages 29 at the radially outer periphery of the filter 28 each have a gap in the longitudinal direction of the screw press 27, since the flat iron 35 within a package 29 parallel and each other arranged over the entire surface.
  • Spacers 36 are provided between the individual packages 29.
  • the packages 29 surround a press screw 37 similar to a longitudinally slotted cladding tube.
  • the filter 28 is adjacent almost to the outer periphery of a press screw, but a small gap between the filter 28 and the press screw 37 is provided to allow a low-wear operation of the screw press 27. Notwithstanding this embodiment, a significantly larger gap between the filter 28 and the press screw 37 may be provided, if this should be advantageous for the treatment of the respective material to be processed.
  • the front in the conveying direction, shown in Fig. 3 left end of the screw press 27 is closed by a plug 30, which is guided by means of a bolt 31 in an abutment 32.
  • a compression spring 33 is supported, which holds the plug 30 in its closed position, in which it abuts the front end of a cladding tube 34, which surrounds the press screw 37 following the filter 28.
  • the plug 30 When the screw press 27 is put into operation, the plug 30 first abuts the cladding tube 34 and closes it.
  • the pressing pressure which builds up inside the screw press 27 by the rotation of the press screw 37, moisture is expelled from the solid components and through the filter 28th pressed.
  • the compressed solid components Upon reaching a sufficiently high pressing pressure, the compressed solid components can press the plug 30 against the action of the compression spring 33 from the cladding tube 34, so that now the separated material, namely the solid components, from the annular gap between the plug 30 and the cladding 34th exit and fall down. There they are detected by the screw conveyor 22.
  • the collecting space 21 simply as a container, that is to say as an empty space without a screw press 27 mounted therein.
  • the screw press 27 can in this case be operated as a separate device, for example only if necessary, if the first place by means of of the vibrating screen 3 separated solid components should have an even higher solids or dry content.
  • the material can be conveyed by the screw conveyor 22 from the collecting space 21 to the screw press 27.
  • a post-treatment of the coming of the vibrating screen 3 solid components by means of the screw press 27 can be done or omitted.
  • FIG. 5 shows in a cross-sectional view the vibrating screen 3 in a design with two vibrating screen sections 3.1 and 3.2 in the conveying direction, which are stepped, so that between the vibrating screen sections 3.1 and 3.2 there is a breaking edge 3.3 and the surface of the vibrating screen section Ches 3.2 extends with a vertical distance to the surface of Schwingsieb Symposiumes 3.1 and lower overall.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a hydrodynamic reactor in the form of a cutting mechanism 40, which is driven by a motor 41 and has cutting blades 42 with a corresponding counter-blade 43.
  • the cutting blades 42 are rotated by the motor 41 in rotation.
  • a liquid to be purified is supplied, wherein solid particles can collect in the pipe region 45.
  • the cutting blades 42 process the liquid to be purified, which in turn flows out of the reactor 50 via the outlet 46 for further treatment if necessary.
  • FIG. 8 another hydrodynamic reactor is shown in the form of a reactor 50 to be provided with an electromagnetic rotating field of the inlet opening 51 and an outlet 52 and has an inner chamber 53 (Fig. 9 and 10) in the magnetizable needles 54 and Blades 54 are arranged.
  • This inner reaction space 53 is provided with a winding of electric wires 55 connected to a power source 56.
  • cooling fins 57 are provided on the outer jacket.
  • Bypass lines 58 and 59 are also provided.
  • the conductor loops of the winding of the conductors 55 are provided such that an angle ⁇ of 120 ° exists between the inlet and the outlet on the outer circumference of the reaction chamber 55.
  • 120 °
  • the magnetizable needles or cutting 54 so circled within the reaction chamber that they work in orderly alignment as a rotating ring in the chamber 53, which is quite achieve excellent results in the liquid.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich zu einem auf ein Verfahren zur Reinigung und/oder Entkeimung von flüssigen und/oder wässrigen Medien mit folgenden Verfahrensschritten: - Kavitationsbehandlung des Mediums, insbesondere mit Strahlkavitation, bei einem Unterdruck < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar; - nachfolgende Behandlung des Mediums in einem hydrodynamischen Reaktor mit einem magnetischen Drehfeld und magnetischen und/oder magnetisierba- ren Elementen, insbesondere mit ferromagnetischen Nadeln oder einem rotie¬ renden Schneidwerk bei einem Unterdruck < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar; - anschließende Abscheidung, insbesondere Sedimentierung des behandelten Mediums mit einer Schlammabscheidung bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar; Zum anderen hat die Erfindung eine Vorrichtung zum Gegenstand mit folgenden Merkmalen: - einen insbesondere als Strahlkavitator ausgebildeten Kavitator, der mit einem Unterdruckerzeu er aus estattet ist - einen hydrodynamischen Reaktor mit magnetischem Drehfeld und mit mag¬ netischen und/oder magnetisierbaren Elementen, insbesondere mit ferromag- netischen Nadeln und/oder einem rotierenden Schneidwerk; - einer Einheit zur Abscheidung, insbesondere zur Sedimentierung, vorzugs¬ weise kombiniert mit einer Schlammabscheidungsvorrichtung.

Description

Verfahren zur Entkeimung und Reinigung von flüssigen Medien sowie Verfahren zum Separieren fester und flüssiger Bestandteile einer Fest-Flüssig-Mischung und Vorrichtung zur Umsetzung der Verfahren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entkeimung und Reinigung von flüssigen und/oder wässrigen Medien und zwar zunächst auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung und insbesondere Entkeimung des Mediums und kann zur Wasseraufbereitung, in Systemen für Trink- und Haushaltswasser, Brauchwasser, in der Chemie- und Pharmaindustrie, in der Nahrungsmittelindustrie, in der medizinischen Industrie sowie zur Reinigung und Entkeimung von Abwässern aus Ko- munalbetrieben, Industrie, in Agrarbetrieben, lokalen Kläranlagen, modularen Wasseraufbereitungsstationen eingesetzt werden, aber insbesondere auch als nachgeschaltetes Verfahren von Verfahren, das zuvor zum Separieren fester und flüssiger Bestandteile einer Fest-Flüssig-Mischung stattgefunden hat, beispielsweise um flüssige Bestandteile nachzubehandeln, die bei einem Verfahren angefallen sind, bei dem feste und flüssige Bestandteile einer Fest-Flüssig-Mischung separiert worden sind, beispielsweise bei der Behandlung von Gülle, Kampfmittelbeseitigungsstoffen und dergleichen mehr.
Dem heutigen technischen Stand entsprechen zahlreiche Verfahrenstechniken für mehrstufige Reinigungsvorgänge von flüssigen Medien wie z. B. Wasser. Die verwendeten Verfahrenstechniken und Anlagen betreffen z. B. eine chemische Wasserentkeimung, wie z. B. eine Wasserbehandlung mit Chlor mittels spezieller Chloreinrichtungen, wo das aufbereitete Chlorwasser anschließend mit der ganzen einlaufenden Wassermasse vermischt wird. Ein Nachteil der Wasserbehandlung mit Chlor besteht darin, dass Chlor für die Anwendung in Stahlflaschen in Zwischenlagern aufzubewahren ist, was hohe Investitionskosten verursacht. Wasseraufbereitungsanlagen können das Eindringen erheblicher Mengen von anorganischen und organischen Stoffen ins Trinkwasser nicht verhindern. Unter diesen Bedingungen führt der Flächeneinsatz von Chlor als Entkeimungsmittel zur Bildung von neuen Verbindungen, die oftmals toxischer als die Ausgangsstoffe sind. Es ist bekannt, dass bei der Wasserbehandlung mit Chlor halogenhaltige Verbindungen entstehen, von denen die meisten erbgutschädigend sind und einige als krebserregende Stoffe eine Gefahr für die Menschheit darstellen. Die Chlorierung von phenolhaltigem Wasser verstärkt z. B. den Wassergeruch wegen Bildung von Chlorphenolen, deren Schwellenkonzentration tausendfach höher ist als die vom eigentlichen Phenol.
Die am meisten verbreiteten starken Oxidations- und Entkeimungsmittel sind molekulares Chlor und seine Modifikationen, Hypochloride, Chlorammonium (B. Sost- mann "Organoleptische Prüfung von Wasser", M.: Chemie, 1984).
Es ist ein Verfahren zur Behandlung von Wasser und Wasserlösungen bekannt, welches eine pH-Korrektur durch eine mehrstufige Drucksenkung in einer Hochdruckflüssigkeit vorsieht, wobei ihr Rücklauf den Wert erreicht, bei dem die Kavitation beginnt mit anschließender Drucksteigerung bis auf den Wert, bei dem die Kavitation endet. Nachfolgend wird die zirkulierende Flüssigkeit vorgewärmt, danach ein Teil der Hochdruckflüssigkeit für eine Filtration entnommen und die kavitierte Flüssigkeit unter Drucksteigerung aus der restlichen Zirkulationsströmung abgezogen, gekühlt und abgestellt, bis Kavitationsblasen implodieren und die entstandenen Feststoffe abgesetzt sind. Danach wird die stabilisierte Flüssigkeit in die Niederdruckzirkulationsströmung zurückgeführt. Dabei wird der Druck der kavitierenden Flüssigkeit bis auf Luftdruckwerte oder höher gebracht. Die vom Kühlen der Strömung gewonnene Energie wird als Wärmeträger für Haushalts- und Prozessbedarfszwecken genutzt. Die Kavitation wird mit hydrodynamischen Verfahren oder Ultraschallverfahren durchgeführt. Die Implosion von Blasen erfolgt bei Abkühlen der kavierten Flüssigkeit durch Speise- und/ oder Kaltstrom des Wärmeträgers. Mit dem Strom aus der Flüssigkeit, die zur Filtration entnommen ist, werden die gefilterten Feststoffe gespült (Patent RU 2240984 vom 27.11.2004).
Zu den Nachteilen dieser technischen Lösung gehört eine niedrige Entkeimungseffizienz, die für das Trinkwasser erforderlich ist. Des Weiteren ist es unmöglich, organische Stoffe zu entfernen. Die Umsetzung des Verfahrens, wie es dort offenbart ist, erscheint daher zweifelhaft, ob dieses überhaupt zu realisieren ist.
Es ist des Weiteren ein Verfahren zur Wassergewinnung aus natürlichen Ressourcen bekannt, bei dem Wasser aus einem offenen Gewässer zuerst in einem Vorfilter gereinigt und danach in einem Grobfilter ultrafiltriert wird. Die Nachbehandlung, bis das Wasser die Qualität von Trinkwasser hat, erfolgt durch Umkehrosmose. Nach der Sorption an Kohle wird das Trinkwasser konsequent dem Kationen- und Anio- nenaustausch unterzogen. Danach wird das Wasser in einem Kerzenfilter mit Porengröße von 0,2 μηι sterilisiert. Dabei wird die Wasserqualität nach Werten eines spezifischen elektrischen Widerstandes kontinuierlich geprüft (Patent RU 2258045 vom 10.08.2005).
Die Anlage zur Umsetzung des geläufigen Verfahrens besteht aus einem Grobfilter, einem Vorfilter, einer Pumpe, einer Zuführleitung, einem Ultrafilter, einer Hochdruckpumpe, einem Umkehrosmosefilter, Widerstandsmessgeräten, einem Kohlefilter, einem Soptionsfilter, einem Kationenfilter, einem lonenfilter sowie einem Kerzenfilter für die Sterilisation.
Ein Nachteil dieses Verfahrens und der Anlage zu deren Durchführung besteht darin, dass es keine Voroxidation gibt, um lösliches Eisen zu Hydroxid umzusetzen, um dessen Eindringen in die Mikrofilter vorzubeugen. Eisenionen in dem Mikrofilter, ihre häufige Regeneration oder ein Austausch stören den kontinuierlichen Betrieb der Membrananlage, erhöhen Instandhaltungskosten und Selbstkosten der Trinkwasserproduktion. In Kohlefiltern, Sorptionsfiltern und am Kerzenfilter sammeln sich Schadstoffe. Sie müssen regelmäßig mit chemischen Reagenzien gespült werden.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vorrichtung zur Entkeimung von Abwässern und Naturwässsern bekannt (Patent RU 2328450 vom 10.07.2008), die aus fünf Stufen besteht, von denen jede einen Behälter und einen hydrodynamischen Kavitator hat. Jeder hydrodynamische Kavitator ist in Form eines rotierenden Kavitators mit einem Saug- und einem Druckstutzen ausgeführt. Der Behälter der ersten Stufe ist mit dem Saugstutzen des Kavitators verbunden, dessen Druckstutzen mit dem Behälter der zweiten Stufe verbunden ist. Der Kavitator der zweiten Stufe ist mit den Stutzen mit Behältern der zweiten und dritten Stufe verbunden. Der Kavitator der dritten Stufe ist mit den Stutzen von Behältern der dritten und vierten Stufe verbunden. Der Kavitator der vierten Stufe ist mit den Stutzen von Behältern der vierten und fünften Stufe verbunden. Der Kavitator der fünften Stufe ist von Behältern der fünften Stufe und der Vorrichtung zur Wasserklärung verbunden. Unterteile der Behälter der vierten und fünften Stufe sind durch Rohrleitungen mit der Vorrichtung zur Ableitung vom Sediment in die Kanalisation verbunden.
Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass gleichartige Funktionsbauteile eingesetzt werden, nämlich rotierende Kavitatoren, die einige notwendige Faktoren von Neutralisations- und Reinigungsvorgängen wie eine mechanische Stoßbearbeitung, Elektrolyseprozesse und so weiter nicht bereitstellen können.
Im Stand der Technik ist des Weiteren ein Verfahren zur Reinigung von flüssigen Medien bekannt, welches einen Ausgleich der Mediumszusammensetzung, eine Kavitationsbehandlung des Mediums, eine Behandlung des Mediums im Magnetfeld, eine pH-Korrektur des Mediums sowie eine Sedimentierung um eine Klärung des Mediums mit einschließt (Patentanmeldung RU 2002119765). Des Weiteren ist im Stand der Technik ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von flüssigen Medien durch Strahlkavitation bekannt (RU Gebrauchsmusterpatent 54662 vom 10.07.2006).
Weiterhin ist ein Verfahren zur Behandlung mittels eines rotierenden Impulsgerätes bekannt (Patent RU 2304561 vom 20.08.2007).
Der Nachteil vom oben genannten Verfahren und Behandlungsanlagen besteht darin, dass sie keine hohe Reinigungsleistung und keine hohe Effizienz sicherstellen können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das genannte technische Ergebnis durch Varianten der Verfahrensweise wie folgt erreicht:
- Die Behandlung mit Strahlkavitation und im ferromagnetischen Stator wird unter Bildung von starken Oxidationsmitteln ΟΗ+, H2O2 und O3 durchgeführt und zwar jeweils bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar;
- Optionale Behandlung im ferromagnetischen Stator mit Dispergieren von Partikeln bis zu Submikron-Dimensionen und Vergrößerung der Phasengrenzfläche Gas-Flüssigkeit-Feststoff und wieder bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar;
- Vor der Kavitationsbehandlung erfolgt optional eine Ausgleichung des wässri- gen Mediums; - Im Laufe der hydrodynamischen Behandlung wird optional mindestens ein Reagenz in den ferromagnetischen Stator zugegeben. Das Reagenz kann z. B. aus folgender Gruppe ausgewählt werden: Kalkmilch, Aluminiumsulfat, Eisenchlorid und dies erfolgt bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar;
- Das Verfahren kann eine Behandlung des gewonnenen Mediums in einem rotierenden Impulsgerät umfassen und wieder bei einem Unterdruck von
< 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar;
- Das Verfahren kann optional ein Filtrieren des Mediums mittels einen Tiefbettfilters umfassen und wiederum bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar;
- Das Verfahren kann optional eine Ozonisierung des Mediums umfassen bei
< 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar;
- Das Verfahren kann optional eine Behandlung des Mediums mit UV-Strahlen umfassen bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar;
- Das Verfahren kann eine Sedimentationsnachbehandlung umfassen in einer z. B. mehrstufigen Kaskade aus Sedimentationsbehältern und wieder bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar.
Das genannte technische Ergebnis wird bei Umsetzung der beschriebenen Verfahrensweise zur Reinigung und Entkeimung von wässrigen Medien insbesondere dadurch erreicht, dass bei der Umsetzung des Verfahrens folgende Vorrichtungseinheiten eingesetzt werden: ein Kavitator, insbesondere ein Strahlkavitator, bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar, mit einem ferromagnetischen Stator mit einem magnetischen Drehfeld und einem magnetischen und/oder einem magne- tisierbaren Element, insbesondere mit magnetischen und ferromagnetischen Nadeln oder einem rotierenden Schneidwerk, und vorzugsweise mit einer Einheit für eine Sedimentierung, insbesondere einer Abscheideeinrichtung und insbesondere einer nachgeordneten Schlammabscheidungsanlage, die auch bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar betrieben wird.
Weiterhin wird das genannte technische Ergebnis in einzelnen Umsetzungsvarianten der Vorrichtung dadurch erreicht, dass die Vorrichtung optional mit einem Ausgleichsmischer ausgestattet sein kann, der in Strömungsrichtung der zu entkeimenden Medien vor dem Strahlkavitator installiert wird. Des Weiteren kann die Vorrichtung optional mit einer Einrichtung zur Dosierung von Reagenzien für den ferromagnetischen Stator ausgestattet werden. Darüber hinaus kann die Ausscheidevorrichtung des Mediums vorzugsweise als Hydrozyklon ausgestattet sein. Des Weiteren kann die Vorrichtung bzw. die Anlage mit einem rotierenden Impulsgerät ausgestattet sein, welches in Strömungsrichtung der Medien nach der Abscheideeinrichtung installiert wird. Die Vorrichtung ist vorzugsweise mit Tiefbettfiltern ausgestattet, die in Strömungsrichtung nach der Abscheidevorrichtung installiert werden. Des Weiteren kann die Vorrichtung vorzugsweise in einer Einheit zur Ozonisierung des Mediums ausgestattet sein, welches in Strömungsrichtung nach der Abscheideeinrichtung installiert wird. Des Weiteren ist die Vorrichtung vorzugsweise mit einer Einheit für eine UV-Bestrahlung des Mediums ausgestattet, welche in Strömungsrichtung nach der Abscheideeinrichtung installiert wird. Zudem kann eine automatische Steuereinheit vorgesehen sein, um die gesamte Vorrichtung und damit die Prozesslinie automatisiert einzustellen und zu steuern.
Im Unterschied zu bekannten analogen Anlagen benutzt das erfindungsgemäßen Verfahren und die zur Realisierung des Verfahrens geeignete Anlage eine Kombination eines Kavitators, insbesondere eines Strahlkavitators mit einer Anlage, die eines Unterdruckes ausgestattet ist und eines nachfolgenden ferromagnetischen Stators (FMS) mit magnetischem Drehfeld und magnetischen und/oder magnetisierbaren Elementen, insbesondere mit ferromagnetischen Nadeln.
Es wurde unerwartet festgestellt, dass die Kavitationsbehandlung bei einem negativen Druck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar in dem Kavitator und nachfolgender Kavitationsbehandlung des Mediums in einen ferromagnetischen Stator (FMS) der in einem mechanischen Schneidwerk die Leistung und Effizienz der Reinigung erheblich erhöht. Dies ist insbesondere auf folgendes zurückzuführen:
Bei einer gewöhnlichen Behandlung von Abwässern mit einem Strahlkavitator wird ein Kavitationsbereich L gebildet. Innerhalb dieses Kavitationsbereiches L verlaufen der Molekülabbau, die Radikalbildung und die Blasenimplosion. Nach dem Durchlaufen dieses Kavitationsbereiches L beginnt sich der Flüssigkeitsstrom zu stabilisieren, was bedeutet, dass die Reaktion von Ozonolys, der Wasserabbau und anderes beginnen rückwärts zu laufen und einen ausgeglichenen Wert erreichen. Die Lebensdauer der stärksten Oxidationsmittel OH-Radikal beträgt ca. 100NS. Das bedeutet, dass nach dem Durchlauf dieses Bereiches L kein Radikal OH in chemischen Reaktionen mehr vorkommt. Demzufolge sind die Vorgänge zur Behandlung der Flüssigkeit im Strahlkavitator und im FMS zeitlich aufgeteilt und stellen eigenständige Einzelvorgänge dar.
Durch den negativen Unterdruck entstehen größere Kavitäten, insbesondere Super- kavernen, ein Kavitationsbereich, der durch hundertfache Längen L1 gekennzeichnet ist (bei gleichen Leitungsquerschnitten). Im Endeffekt sinkt die Kavitationszahl insbesondere bis zu einem stabilen Superkavitationsbetrieb. Diese Kavitäten und insbesondere eine Superkaverne ergeben Wasserabbauprodukte, Radikale, Kavitationskeime und bilden diese unmittelbar im Arbeitsbereich des FMS für Reduktions- Oxidation-Reaktionen, Verdrängungsreaktionen und andere Reaktionen, die auf riesigen Phasengrenzflächen EFF (Gas-Flüssigkeit-Feststoff) ablaufen, welche im Arbeitsbereich des FMS entstehen. Demzufolge laufen im Arbeitsbereich des FMS gleichzeitig Kavitationsprozesse, die Bildung von starken Oxidationsmitteln, Wechselwirkungen zwischen Oxidationsmitteln und abgebauten Flüssigkeitsverbindungen auf vielfach vergrößerten Phasengrenzflächen ab, was die Reaktionsgeschwindigkeit um ein Vielfaches erhöht und durch Zerkleinerung von Feststoffen bis in den Submikron-Bereich und die Vergrößerung von Phasengrenzflächen für eine völlige Wechselwirkung zwischen allen an Reaktion beteiligten Elementen sorgt. Dementsprechend steigt die allgemeine Effizienz von Verdrängungs-, Sedimentation-, Oxi- dations- und anderen Prozessen, was die Reinigungsqualität deutlich verbessert. Dabei wird die Geschwindigkeit der anschließenden Ausscheidung, insbesondere eine Schlammsedimentation sichergestellt. Im ferromagnetischen Stator können zusätzlich Reagenzien, z. B. Kalk, für eine Beschleunigung von Reaktionen eingesetzt werden. Weiterhin kann das Medium nach der Abscheideeinrichtung einer Nachreinigung und nach Entkeimung mittels eines rotierenden Impulsgerätes, eines Tiefbettfilters, einer Ozonisierungseinheit und/oder einer UV-Behandlungseinheit unterzogen werden.
Eine übliche Anlage bzw. Vorrichtung zur Umsetzung des beschriebenen Verfahrens weist aufeinanderfolgend einen Ausgleichsmischer, einen Durchlauf-Strahlkavitator einen Unterdruckerzeuger einen ferromagnetischen Stator mit drehenden ferromagnetischen Elementen (mit magnetischem Drehfeld), kombiniert mit einer Dosiereinheit zur Zugabe von Reagenzien, eine Einheit zur Sedimentierung, ausgestattet z. B. mit Hydrozyklonen und einer Schlammabscheidungsanlage, einem rotierenden Impulsgerät (Kavitator), eine Tiefbettfiltereinheit mit automatischer Füllungsregenration, eine Ozonisierungseinheit, eine UV-Bestrahlungseinheit und eine Einheit zur Zuführung von aufbereitetem Wasser auf. Des Weiteren kann eine automatische Steuereinheit vorgesehen sein, die mit allen Einrichtungen der Anlage verknüpft ist. Weitere Einrichtungen werden bei Bedarf installiert, um fein zu reinigen, z. B. um Trinkwasser zu gewinnen.
Der Ausgleichsmesser ist für den Ausgleich der Zusammensetzung des flüssigen Mediums bestimmt und stellt einen Behälter mit einem Mischer dar. Der Strahlkavita- tor ist für die Behandlung des flüssigen Mediums bestimmt. Ein Strahlkavitator be- steht im Allgemeinen aus einem Rohrgehäuse mit einem verengten und einem hinteren erweiterten Teil, sowie mit einem Stutzen zur Anlegung des Unterdruckes. Ein ferromagnetischer Stator (FMS) ist für die Kavitationsbehandlung des Mediums bestimmt, um die Oxidation und den Abbau von Molekülen der im Wasser gelösten organischen Stoffe zu beschleunigen. Der FMS nutzt die Energie des magnetischen Drehfeldes mit einer hohen spezifischen Konzentration in einem Raum des Arbeitsbereiches. Der FMS umfasst ein Gehäuse mit einem Arbeitsbereich, wo sich ein auswechselbarer Einsatz und ferromagnetische Elemente (Nadeln) sowie ein Induktor befinden, der sich über den gesamten Arbeitsbereich erstreckt. Dabei ist der Einläse des FMS unmittelbar mit dem Auslass des Kavitators verbunden. Die Einheit für die Sedimentierung, die mit einer Schlammabscheidungsanlage ausgestattet ist, ist für die Trennung des flüssigen Mediums und des in Folge vorangehender Behandlung anfallenden Schlamms vorgesehen.
Ein rotierendes Impulsgerät ist für die nachträgliche Entfernung von Schwebeteilen aus dem gereinigten Medium bestimmt. Es stellt ein horizontales zylinderförmiges hohles Gehäuse dar, welches zwei diametral gegenüberliegende Gewindebohrungen hat, in denen die Düsen angeordnet sind, deren Mündung mit dem zylindrischen Innenhohlraum bündig ausgeführt ist. Das zylindrische hohle Gehäuse hat außerdem einen zylindrischen hohlen Rotor, der koaxial mit Spalt eingebaut ist. Der zylindrische hohle Rotor hat zwei diametral gegenüberliegende identische Öffnungen. Dabei liegen identische Mündungsöffnungen der Düsen und zwei identische Öffnungen des Rotors auf einer diametralen Achse. Der Rotor ist mit einer Lagereinheit ausgestattet, welche mit einer Manschette zur Abdichtung des Gehäuseinnenraumes des hydrodynamischen Impulserzeugers bei Drehung des Rotors von einem elektrischen Antrieb ausgestattet ist. Tiefbettfiltereinheiten, Ozonisierungseinheiten und die UV-Bestrahlungseinheit sorgen für eine abschließende Feinreinigung des entsprechenden Mediums.
Im nachstehenden wird die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels der vorbeschriebenen Anlage am Beispiel einer Abwasserreinigung beschrieben.
Ein Abwasser wird über Ausgleichsmischungen mit einer Geschwindigkeit von 28 bis 33 m/s in den Durchlaufkavitator eingeleitet, wo die Kavitationsbehandlung von Abwasser abläuft. Dabei wird ein Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar in dem Durchlauf-Kavitator angelegt. Dadurch entsteht eine Superkaverne und ihre Hauptstandfläche wird vergrößert. Somit geht der Kavitationsvorgang in die Phase der Ventilationskavitation (künstliche Kavitation) über, die durch eine Senkung der Kavitationszahl gekennzeichnet ist (stabiler Superkavitationsbetrieb). Bei einer Implosion von Mikroblasen entstehen kumulative Mikrostrahlen mit Geschwindigkeiten von 200 bis 1.000 m/s und einem örtlichen Stoßdruck von ca. 103MPa, die auf Reaktionskomponenten in Abständen einwirken, die mit Moleküldimensionen vergleichbar sind. Weiterhin werden bei einem Zusammenprall von Impulsstrahlen Pils- und Bakteriensporen blitzschnell getötet.
Eine erforderliche Voraussetzung für eine Blasenimplosion ist die Bewegung und die Anregung des Mediums, was eine kugelsymmetrische Blasenimplosion zur Folge hat. Eine sehr hohe Geschwindigkeit zum Zeitpunkt der Implosion und ein starker Anstieg von örtlichem Druck gelten als eine der Ursachen für die Entstehung der Kavitation. Es ist bekannt, dass als Kavitation eine Erscheinung der Dampfbildung und der Luftausscheidung bezeichnet wird, die durch Drucksenkung in der Flüssigkeit hervorgerufen wird. Die Ursache für eine Kavitation ist das Sieben einer Flüssigkeit bei Normaltemperatur unter Niederdruck. Die Entstehung der Kavitation ermöglicht die im Wasser gelöste Luft, welche bei Druckabnahme ausscheidet. Der Lebenszyklus einer Kavitationsblase besteht aus zwei Phasen: Die Ausdehnung und die Implosion, die zusammen einen kompletten thermodynamischen Kreislauf bilden. Im Druckbereit sinkt der hydrostatische Druck, so dass die Flüssigkeitsmoleküle einwirkenden Kräfte größer werden als die molekularen Bindungskräfte. Wegen der raschen Änderung des hydrostatischen Gleichgewichtes explodiert quasi die Flüssigkeit, wobei mehrere Kleinstblasen erzeugt werden. Die Kavitation entsteht früher, je "verschmutzter" die Flüssigkeit mit Feststoffen oder anderen Fremdkörpern (z. B. Bakterien) ist, je höher ihre Temperatur ist.
Das "Sieden" von einer Flüssigkeit ist dadurch bedingt, dass eine dünne Luftschicht auf den Oberflächen dieser Partikel adsorbiert wird. Die Luftschichtpartikel, wenn sie in den Unterdruckbereich gelangen, ermöglichen die Entwicklung einer solchen Kavitation.
Die Bakterienflora in der zu behandelnden Flüssigkeit dient ebenfalls als Entstehungsort für Kavitationsblasen. Wenn die Flüssigkeit in den Unterdruckbereit ge- langt, kommt sie zum Sieden und Zellmembranen von Bakterien, die ins Zentrum o- der in die Nähe von entstandenen Kavitationsblasen geraten, werden wegen der Druckdifferenz im Inneren und in der Umgebung vollständig oder teilweise zerstört.
Die zweite Phase des Lebenszyklus einer Kavitationsblase ist die Implosion (Kondensation). Diese läuft in einem Druckbereich ab, in den die Kavitationsblase mit der zu behandelnden Flüssigkeit gelangt. Der Kondensationsvorgang einer Kavitationsblase erfolgt augenblicklich. Die Flüssigkeitspartikel, welche die Blase umgeben, migrieren mit hoher Geschwindigkeit zu ihrem Zentrum.
Im Endeffekt löst die Bewegungsenergie von Partikeln im Augenblick des Zusammenschlusses von Blasen lokale hydraulische Mikrostöße aus, die vom lokalen Druckanstieg bis auf 104 kg/cm2 und von lokaler Temperaturerhöhung bis 1.000 bis 1.500°C begleitet werden. Im Ablauf der hydrodynamischen Kavitation bei hohen Geschwindigkeiten der Arbeitsmedien in den Kavitatoren von 28 bis 33 m/s werden die meisten Kavitationsblasen deformiert und sind ellipsen- oder kegelförmig. Bei Implosion von solchen Blasen entstehen kumulative Strahlen mit hoher Energie, die alles auf ihrem Weg zerstören. Die Implosion von einzelnen Kavitationsblasen zeigt keine erwartete Wirkung. Es sind jedoch mehrere Kavitationsblasen vorhanden und pro Sekunde implodieren mehrere tausend davon. Deshalb können sie insgesamt eine erhebliche zerstörende oder andere Wirkung ohne Hocherhitzung der zu behandelnden Flüssigkeit ausüben. Demzufolge hat die Kavitation im Ultrahochtemperaturbetrieb neben dem mechanischen Einfluss auch eine Mikrosterilisationswirkung auf die Bakterienflora in der Zone der Auslöschung von Kavitationsblasen. Die Wände von Kavitationsblasen und von Flüssigkeitstropfen, die sich in Blasen befinden, haben ungleichnamige Ladungen. Bei einer Implosion schrumpfen die Blasen drastisch zusammen und die Ladungen kommen auf sehr kleine Oberflächen der Blasen. Durch eine ruckartige Verkleinerung von Oberflächen der Kavitationsblasen steigt die Spannung statischer Elektrizität gravierend an. Zwischen den Wänden von Kavitationsblasen und Tropfen, die sich darin befinden, kommen elektrische Entladungen vor, die eine Form von mikroskopischen Blitzen haben. Diese elektrischen Entladungen mit hoher Stärke wirken ebenfalls schädlich auf die Bakterien, die eine Entstehung von den genannten Blasen verursacht haben.
Eine hohe Temperatur und ein hoher Druck, die in den Zonen der Auslöschung von Kavitationsblasen erzeugt werden, sowie Mikroblitze statischer Elektrizität, bewirken den Wasserzersetzungsablauf.
Eine Entstehung der Kavitation auf Oberflächen von Bakterien, die mit adsorbierter Luft umgeben sind, wird mit einer Bildung von freien Radikalen OH, HO2, N sowie von N-Produkten ihrer Rekombination H2O2, HNO2, HNO3 begleitet. Die Bildung von Hydroperoxyd, freien Radikalen und Säuren, hat eine tödliche Wirkung auf die Bakterienflora der zur behandelnden Flüssigkeit zur Folge.
Mit einem Flüssigkeitsstrom wird die Gas-Luft-Phase, die eine große Menge von Gas und nicht implodierten Blasen sowie von Nukleonen (Kavitationskeime) enthält, in den Arbeitsbereich des FMS übertragen. Im Arbeitsbereich des FMS erfolgt eine Zerkleinerung von Feststoffen, die in Abwässern enthalten sind, bis hin zu Submik- rondimensionen sowie ein Molekülabbau unter Schlagwirkung von ferromagneti- schen Elementen im magnetischen Drehfeld. Es entstehen weitere Kavitationseffekte und es laufen Elektrolyseprozesse ab.
Unter Wirkung des elektromagnetischen Feldes drehen sich die ferromagnetischen Elemente um ihre Querachse im Arbeitsbereich des FMS mit einer Geschwindigkeit, die der Drehgeschwindigkeit des Magnetfeldes nahekommt, um migrieren gleichzeitig innerhalb des Arbeitsbereiches. Außerdem schwingen die Partikel bezogen auf den Kraftvektor des Magnetfeldes. Diese Schwingungen können mehrere Tausende pro Sekunde betragen. Demzufolge stellt jedes ferromagnetische Element eine eigene Mischermühle dar, die mit einer hohen, aber wechselnden Drehgeschwindigkeit dreht. Eine solche Bewegung von hunderten von Partikeln führt zu einem schnellen Verrühren und Dispergieren von Komponenten. Die spezifische Energie des elektromagnetischen Drehfeldes ist äußerst hoch und erreicht 10 kW/m3. Die Energieintensität vom FMS ist z. B. 100 bis 200-fach höher im Vergleich zu der Energieintensität von Vibrationsmühlen.
Auf diese Weise wird ein hochdispergiertes heterogenes System G-F-F (Gas-Flüssigkeit-Feststoff) im Arbeitsbereich des FMS gebildet, die mit einer hohen Geschwindigkeit in Reaktion mit radikalen OH, H2O2, O3 und selbst mit atomarem Sauerstoff tritt. Eine Beschleunigung von der Geschwindigkeit der chemischen Reaktion wird durch vielfache Vergrößerung von Kontaktoberflächen der Phasen an den Grenzen an den G-F-F bedingt. Zur Beschleunigung der Ausscheidung von Feststoffen (Schwermetalle) und zur zusätzlichen Entkeimung von Abwässern werden in den FMS mittels einer Dosieranlage Reagenzien zugegeben, z. b. Kalkmilch, Aluminiumsulfat, Eisenchlorid (je nach ursprünglicher Zusammensetzung der Abwässer).
Da die Reagenzien unmittelbar in den Arbeitsbereich des FMS eingeführt werden und zusammen mit Feststoffen aus Abwässern zerkleinert werden, treten sie sofort in die Niederschlagreaktion und in die Verdrängungsreaktion mit Schwermetallen. Es laufen Überführungsprozesse vom sechswertigen Chrom ins dreiwertige Chrom und danach in Chromhydroxide (Schwermetalle Zn, Fe, Cu), die sich im Abwasser im Arbeitsbereich des FMS befinden, werden unter Wirkung der Kalkmilch in die unlösbaren Hydroxide Fe(OH)3, ZN(OH)2 und Cu(OH)2 übergehen. Organische Stoffe werden bis zur völligen Mineralisierung (bis CO2 und H2O) abgebaut. Die bearbeiteten Abwässer werden in der Einheit mit Hydrozyklonen eingeleitet, wo eine beschleunigte Sedimentierung von koagulierten Partikeln erfolgt. Schlamm wird mit dem Ent- schlammungssystem entfernt.
Bei Bedarf an einer Feinreinigung läuft das gereinigte Wasser durch das rotierende Impulsgerät (Kavitator) oder durch eine Flotationseinheit für eine Entfernung von Schwebeteilen, und zwar durch die Tiefbettfiltereinheit, die Ozonisierungseinheit und die UV-Bestrahlungseinheit zur Entkeimung des Wassers entsprechend den Anforderungen des Auftragsgebers an Endwerte für das aufbereitete Wasser. Dabei werden alle Geräte und Einheiten durch eine automatische Steuereinheit gesteuert. Nachfolgend werden Beispiele für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
Beispiels Nr. 1 :
Es wurde die Reinigung von Abwässern aus einem Schlachthof auf einer Anlage mit einer Leistung von 5 m3/Stunde gemäß den vorbeschriebenen Verfahren durchgeführt. In der Tabelle 1 sind Befunde einer quantitativen chemischen Analyse (QCA) vom Wasser vor und nach der Behandlung aufgeführt sowie die Reinigungseffizienz in Bezug auf zulässige Grenzwerte (BGW-Werte).
32 Strontium, mg/dm3 1 ,46 0,38 74
Beispiel Nr. 2:
Es wurde die Neutralisation von Abwässern aus Schweineställen auf einer Prozesslinie mit Leistung von 5 m3/Stunde gemäß dem oben beschriebenen Verfahren durchgeführt. In der Tabelle 2 sind Wasserwerte vor und nach der Behandlung aufgeführt.
Wert vor Behandlung nach Behandlung
Gesamte Mikrobenzahl, m. t/ml. 4 107 Ohne Befund
Wurmeiergehalt, St/dm3 3 104 Ohne Befund Demzufolge lassen das dargestellte Verfahren und die Prozesslinie durch Intensivierung von Vorgängen, die im Kaviator, FMS und Abschneider ablaufen, die Reinigungsleistung erheblich erhöhen, sowie Effizient von Reinigung und Entkeimung von flüssigen Medien steigern.
Obgleich das in Rede stehende Verfahren und die Prozesslinie an Beispiel der Abwasserreinigung beschrieben werden, können sie auch zur Entkeimung und Reinigung von anderen flüssigen Medien angewendet werden. Beispielsweise kann das vorstehend beschriebene Verfahren einem Verfahren nachgeschaltet sein, bei dem Feststoffe und Flüssigkeiten aus einem Feststoff-Flüssigkeitsgemisch separiert werden, um die separierte Flüssigkeit nachzubehandeln
Das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch wird in dem vorgeschalteten Verfahren in einem Gehäuse mit einem Schwingsieb separiert. Dabei herrscht im Gehäuse ein derartiger Unterdruck oberhalb des Schwingsiebes und unterhalb des Schwingsiebes, so dass mit der eingestellten Druckreferenz mit einem Druckgradienten in Richtung zu dem Raum unterhalb des Schwingsiebes des Fest-Flüssig-Gemisches mit den eingestellten Schwingungen während des Separationsvorganges in einer Art Schwebezustand oberhalb der Siebfläche gehalten werden kann, so dass durch die Impulse aus der Schwingfördereinrichtung dieser Zustand eingestallt werden kann mit Förderrichtung in Richtung des leicht ansteigenden Schwingsiebes. Aufgrund der vorherrschenden Druckverhältnisse wird das zu separierende Gut von Luft durchströmt unter Mitnahme von Flüssigkeitspartikeln. Unterhalb des schwebenden zu separierenden Kuchens (Fest-Flüssigkeits-Mischung) kann ebenfalls ein Luftstrom durch die Maschen der Siebfläche gelangen kann unter Mitnahme von entsprechenden Flüssigkeitsanteilen, so dass mit einer außerordentlich hohen Prozessgeschwindigkeit der Separationsvorgang erfolgt und das Schwingsieb permanent gereinigt wird.
Dabei ist nützlich, wenn im Zuge der Weiterförderung des Fest-Flüssig-Gemisches sich eine Bruchkante ergibt innerhalb der Siebfläche, so dass dieses in zumindest zwei Schwingsiebbereiche aufgeteilt ist, und zwar dergestalt, dass durch die abgetreppte Ausbildung sich in Förderrichtung eine tiefer gelegene Schwingsiebfläche ergibt mit dem Ergebnis, dass sich die weiter geförderten Flüssig-Fest-Materialien wenden lassen durch eine Überkopfbewegung und die bislang geförderte obere Seite des zu separierenden Kuchens auf der zuvor oberen Seite zu liegen kommt mit einem entsprechenden Impuls, wodurch der Separierungsvorgang weiter gefördert wird.
Durch einen Druckausgleich zwischen dem Raum unterhalb des Schwingsiebes und dem Raum oberhalb des Schwingsiebes, der selbsttätig erfolgt und beispielsweise über eine flexible Dichtung, beispielsweise eine flexible Gummilippe, eingestellt werden kann, ist außerdem sichergestellt, dass kein Festsetzen des zu separierenden Materials an der oberen Siebfläche erfolgt, da in diesem Fall bei einem anfänglichen Festsetzen ein automatisierter Druckausgleich erfolgt. Damit sind außerordentlich hohe Leistungsdaten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erzielen.
Aufgrund solcher hervorragender Leistungsdaten haben sich das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung als besonders geeignet herausgestellt für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsgebiete, beispielsweise für die chemische Industrie
einschließlich der petrochemischen Industrie
Erze, Mineralien
Alumina-Industrie
Kohle-Industrie
Energie-Industrie
Engineering/Anlagenbau
• Nahrungsmittelindustrie, z. B. zur Verarbeitung von Schlachtabfällen
• Getränkeindustrie
Gesundheitswesen
Katastrophenhilfe
Pharma-Industrie
Landwirtschaft, z.B. zur Verarbeitung von Gülle oder für kommunale Anwendungen, z. B. Aufbereitung von Klärschlämmen
Verstromung von Torf Produktion von organischem Dünger
Umwandlung von Biomasse in Kohleprodukte • allgemeine Biomasseverarbeitung
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Zulauf, durch den die Fest-Flüssig-Mi- schung auf das Schwingsieb gelangt, oberhalb des in Förderrichtung hinteren Endes des Schwingsiebs mündet. Die in der Fest-Flüssig-Mischung befindlichen festen Bestandteile gelangen auf das Schwingsieb im Bereich von dessen hinterem Ende, so dass sie über die ganze Länge des Schwingsiebs gefördert werden, bis sie zum vorderen Ende gelangen, wo die Austragsöffnung vorgesehen ist. Die Bewegung der festen Bestandteile über die Länge des Schwingsiebs hinweg fördert die Abschei- dung der flüssigen Bestandteile aus den festen Bestandteilen und erhöht somit den Separationsgrad.
Vorteilhaft kann unterhalb des Zulaufs und oberhalb des Schwingsiebs ein Verteiler im Gehäuse angeordnet sein. Dieser Verteiler dient dazu, die Fläche des Schwingsiebs optimal zur Separation auszunutzen. Der Verteiler wirkt nicht in Längsrichtung bzw. Förderrichtung des Schwingsiebs, sondern quer dazu, verteilt die Mischung also über die Breite des Schwingsiebs und vorteilhaft über dessen gesamte Breite.
Vorteilhaft kann das Schwingsieb schräg von unten nach oben angeordnet sein und so betrieben werden, dass es die festen Bestandteile schräg aufwärts fördert. Das Neigungsmaß der Schrägstellung kann in Anpassung an das vorgesehene Anwendungsgebiet konstruktiv vorgegeben sein oder es kann eine Neigungsverstellung des Schwingsiebes bzw. des Gehäuses vorgesehen sein, um die Vorrichtung flexibel an unterschiedliche Anforderungen anpassen zu können.
Es kann insbesondere vorteilhaft vorgesehen sein, innerhalb des Gehäuses, in dem sich das Schwingsieb befindet, den Pegel der Fest-Flüssig-Mischung nur so hoch einzustellen, dass das Schwingsieb teilweise über diesen Pegel nach oben hinausragt. Bereits innerhalb der auf das Schwingsieb aufgegebenen Fes Flüssigmi- schung bildet sich auf dem Schwingsieb eine Art schwebender Filterkuchen mit einem hohen Feststoffanteil. Dieser Filterkuchen wird auf dem Schwingsieb aufwärts und somit über den Pegel der Fest-Flüssig-Mischung hinaus gefördert, so dass dort, unterstützt durch den rüttelnden Effekt des Schwingsiebs, eine besonders wirksame weitere Abscheidung der flüssigen Bestandteile aus dem Filterkuchen erfolgen kann, bevor die festen Bestandteile dann in die Austragsöffnung gelangen, durch welche sie das Gehäuse verlassen.
In praktischen Versuchen hat sich eine Maschenweite des Schwingsiebs bewährt, die kleiner als 0,8 gm bemessen ist, beispielsweise zwischen 0,7 und 0,8 pm beträgt. Beim Separieren von Gülle wurden mit derartigen Maschenweiten hohe Durchsatzleistungen der Vorrichtung bewirkt. Während der Anteil an festen Bestandteilen innerhalb der Fest-Flüssig-Mischung etwa 7 bis 8 % betrug, betrug er in den aus der Vorrichtung gelangen- den flüssigen Bestandteilen nur noch etwa 0,8 %. Mit Hilfe einer noch geringeren Maschenweite von beispielsweise etwa 0,4 bis 0,5 pm kann der Separationsgrad noch weiter erhöht werden und, bei gleichem Ausgangsmaterial, die Menge fester Bestandteile auf etwa 0,2 bis 0,3 % verringert werden, unter Inkaufnahme einer geringeren Durchsatzleistung der Vorrichtung.
Der Separationsgrad kann dadurch noch weiter verbessert werden, wenn die aus der Austragsöffnung gelangenden festen Bestandteile in einem anschließenden zweiten Separationsschritt nachbehandelt werden, beispielsweise in einer Schneckenpresse. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Schneckenpresse besteht darin, dass diese in an sich bekannter Weise eine Schnecke aufweist, die als Pressschnecke oder Förderschnecke bezeichnet wird, und die radial außerhalb der Schnecke einen oder mehrere Filter auf-weist. Diese Nachbehandlung kann auch unter Unterdruck erfolgen, wie m Anspruch 1 vorteilhaften und gemäß den Ansprüchen 2 und 3 erfolgen. Die besonders vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, dass dieser Filter eine Vielzahl von Schlitzen aufweist, die sich in Längsrichtung der Schnecke erstrecken. Flüssige Bestandteile, die aus dem Material austreten, müssen also nicht quer zur Förderrichtung der Schnecke radial nach außen in Art einer Richtungsänderung von etwa 90° strömen, sondern sie können aufgrund der in Längsrichtung verlaufenden Schlitze mit nur geringer Richtungsänderung über die gesamte Länge der Schnecke nach und nach weiter radial nach außen und durch die Schlitze hindurchtreten. Dadurch ist nicht nur der Betrieb der Schneckenpresse mit einer überraschend geringen Antriebsleistung möglich, sondern es werden auch hervorragende Ergebnisse erreicht, was die Steigerung des Trockenanteils im Material betrifft. Die Ausgestaltung der beschriebenen Schneckenpresse kann vorteilhaft einen Filter umfassen, der eine Vielzahl von Flacheisen aufweist. Diese Flacheisen sind koaxial zur Schnecke ausgerichtet, indem sich die Flacheisen ihrer Länge nach in Längsrichtung der Schnecke erstrecken. Was den Materialquerschnitt der Flacheisen angeht, so sind diese strahlenkranzartig um die Schnecke herum ausgerichtet, so dass sich also die Breite der Flacheisen radial von der Schnecke weg nach außen erstreckt und die Materialstärke bzw. Dicke der Flacheisen sich jeweils in tangentialer Richtung zur Schnecke erstreckt. Aufgrund dieser strahlenkranzartigen Ausrichtung der Flacheisen liegen diese mit ihren radial inneren Enden einander nahezu dicht an, während nach außen hin die Abstände der Flacheisen zueinander größer sind. Auch wenn die einzelnen Flacheisen einander scheinbar spaltfrei anliegen und ein die Schnecke scheinbar dicht umgebendes Rohr bilden, bei dem lediglich an seiner radial äußeren Oberfläche Spalten erkennbar sind, so reicht der Pressdruck der Schnecke aus, um Feuchtigkeit, die noch im Material vorhanden ist, durch die minimalen Spalten zwischen den Flacheisen zu treiben und so den Separationsgrad zu verbessern und den Feuchtegehalt in den festen Bestandteilen weiter zu senken.
Im Vergleich dazu, beispielsweise eine Rohrwand mit einer Vielzahl feiner Schlitze zu versehen, kann eine konstruktiv möglichst einfache und wirtschaftlich herstellbare Ausgestaltung dieses Filters beispielsweise darin bestehen, dass jeweils mehrere Flacheisen zu einem Paket zusammengefasst sind, beispielsweise je nach deren Dicke zwei bis zehn einander anliegende Flacheisen. Trotz einer vollflächigen Anlage der einzelnen Flacheisen aneinander ergeben sich bei einem ausreichend hohen In- nendruck innerhalb des Filters Durchtrittsmöglichkeiten für die abzuführende Flüssigkeit. Zwischen zwei benachbarten Paketen sind im äußeren radialen Bereich des Filters Abstandshalter vorgesehen, im radial inneren Bereich des Filters jedoch nicht, um so insgesamt einen ringförmigen und nahezu kreisförmigen Querschnitt des Filters zu ergeben, welcher die Pressschnecke in Art eines polygonalen Rohrs umgibt. Auch unabhängig von der vorschlagsgemäßen Vorrichtung, die ein besaug- tes Schwingsieb aufweist, kann die Schneckenpresse zur Separation genutzt werden.
Vorteilhaft kann eine Fördereinrichtung vorgesehen sein, welche die festen Bestandteile, die entweder direkt aus dem das Schwingsieb aufnehmenden Gehäuse oder indirekt, nämlich aus der nachgeschalteten zweiten Separationsstufe gelangen, zu einem Übergabepunkt fördert. Die Fördereinrichtung kann auf vielfältige Weise ausgestaltet sein, beispielsweise als Förderband oder Förderschnecke, wobei nachfolgend rein beispielhaft eine Förderschnecke erwähnt wird. An diesem Übergabepunkt werden die festen Bestandteile aus der Vorrichtung an eine nachfolgende Einrichtung übergeben. Die nachgeschaltete Einrichtung kann beispielsweise ein offener Lagerplatz sein oder ein Container, in welchen die festen Bestandteile hineingegeben werden. Die festen Bestandteile weisen, wenn sie als Haufwerk auf einem Untergrund liegen oder in einen Behälter gefüllt sind, auch noch nach Tagen ein erhebliches Temperaturniveau auf, möglicherweise aufgrund von Kompostierungsvorgän- gen. Die festen Bestandteile können daher beispielsweise in einen Container gegeben werden, der einen Rohrleitungswärmetauscher enthält, so dass ein durch diesen Wärmetauscher geführtes Medium erwärmt wird. Vorteilhaft kann die vorgeschlagene Vorrichtung als mobile, transportable Einheit ausgestaltet sein, z. B. innerhalb eines Containers aufgebaut sein, auf einem Fahrzeuganhänger oder dergleichen. In praktischen Versuchen hat sich überraschend herausgestellt, dass aufgrund der hohen Durchsatzleistung der Inhalt eines kompletten Gülletanks, wie er bei landwirtschaftlichen Betrieben anzufinden ist, innerhalb weniger Stunden separiert werden kann. Hierzu wird eine Zuleitung vom Gülletank zur Vorrichtung verlegt, durch welche die Gülle aus dem Gülletank in die Vorrichtung, nämlich in das Gehäuse gelangt, welche das Schwingsieb umgibt. In dieser Zuleitung ist vorteilhaft eine Pumpe vorgesehen, welche die Fest-Flüssig-Mischung in das Gehäuse fördert.
Die erwähnte Absaugpumpe fördert ihrerseits die flüssigen Bestandteile in den Gülletank zurück und sorgt für den Unterdruck unterhalb des Schwingsiebs. Durch diese Kreislaufführung ist es nicht erforderlich, einen zusätzlichen Tank als Zwischenlager vorzusehen, in den die aus der Vorrichtung gelangenden, separierten, flüssigen Bestandteile der Gülle geleitet werden. Vielmehr wird durch die Kreislaufführung der Gülle bzw. deren flüssiger Bestandteile der Anteil an festen Bestandteilen im Güllebehälter nach und nach erheblich reduziert, so dass nach wenigen Stunden Behandlungsdauer, beispielsweise drei bis fünf Stunden, die Flüssigkeit im Güllebehälter einen Feststoffanteil von lediglich nur noch etwa 1 % oder sogar noch weniger aufweist. Aufgrund dieser kurzen Behandlungsdauer kann eine besonders wirtschaftliche Verwendung der vorschlagsgemäßen Vorrichtung darin liegen, dass diese nicht längere Zeit ungenutzt neben dem Güllebehälter fest installiert verbleibt, sondern vielmehr von Tag zu Tag zu einem anderen Güllebehälter verbracht wird, beispielsweise durch einen Lohnunternehmer. Die Ausgestaltung der Vor-richtung als fahrbarer Anhänger bzw. die Anordnung der einzelnen Komponenten der Vorrichtung auf einem fahrbaren Anhänger ermöglicht diese mobile Nutzung der Vorrichtung.
Falls die Vorrichtung stationär aufgebaut ist, können die Fest- Flüssig-Mischungen in Containern, per Tanklastwagen oder der- gleichen zur Vorrichtung verbracht werden. Beispielsweise kann mittels einer stationär betriebenen Vorrichtung der Fest- stoffanteil möglichst vollständig aus der Fest-Flüssig-Mischung separiert werden und in einer dort ebenfalls stationär aufgebauten Verbrennungsanlage thermisch verwertet werden. Eine stationär aufgebaute Vorrichtung unterliegt nicht den Beschränkungen, denen eine mobile Vorrichtung beispielsweise hinsichtlich ihrer Abmessungen unterworfen ist, so dass stationäre Vorrichtungen besonders leistungsfähig ausgestaltet werden können.
Abgesehen von dem regelmäßig erwähnten Anwendungsgebiet der Gülle-Separation kann die Vorrichtung im landwirtschaftlichen Bereich beispielsweise zur Fermenter-Reinigung genutzt werden, indem der Inhalt eines Biogas-Fermenters beispielsweise von mineralischen Feststoffen wie Sand befreit wird. So wird vermieden, dass der Fermenter langsam verschlammt, und sein gesamtes Nutzvolumen wird durch eine derartige Reinigung wieder nutzbar gemacht. Die für die Funktion des Fermenters wesentlichen Mikroorganismen werden vorteilhaft in den Fermenter zurückgeführt, indem die flüssigen Bestandteile aus der Vorrichtung im Kreislauf in den Fermenter zurückgeführt werden.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung nicht nur mit einem einzigen Schwingsieb, sondern mit zwei Schwingsieben ausgestattet ist. Dabei sind diese beiden Schwingsiebe in jeweils einem eigenen Gehäuse angeordnet. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass die Fest-Flüssig-Mischung zu beiden Gehäusen separat geführt wird, indem sich eine Zuleitung, welche die Fest-Flüssig-Mischung zu den Schwingsieben heranführt, verzweigt und in jedem der beiden Gehäuse ein eigener Zulauf vorgesehen ist. Durch die Verwendung zweier Schwingsiebe wird die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung im Wesentlichen verdoppelt, ohne ein einziges Schwingsieb mit dementsprechend größeren, beispielsweise verdoppelten Abmessungen schaffen zu müssen, was konstruktiv erhebliche Herausforderungen mit sich bringt. Durch die im Vergleich zu einem derartig großen Schwingsieb kleineren Schwingsiebe lässt sich zudem die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung in feineren Stufen kaskadieren und an unterschiedliche Bedürfnisse anpassen, indem dementsprechend zwei, drei oder mehr Schwingsiebe betrieben werden. Insbesondere bei stationär betriebenen Vorrichtungen kann dies problemlos vorgesehen sein, da hier die straßenzulassungsbedingten Maximalabmessungen nicht beachtet werden müssen. Die Anordnung zweier Gehäuse und zweier Schwingsiebe kann zudem vorteilhaft dazu genutzt werden, einen besonders hohen Separationsgrad zu erreichen, indem die beiden Schwingsiebe unterschiedliche Maschenweiten aufweisen:
Mittels einer Ventilanordnung kann eine Umschaltung ermöglicht werden, um die Fest-Flüssig-Mischung wahlweise zu lediglich einem der beiden Zuläufe und somit zu lediglich einem der beiden unterschiedlichen Schwingsiebe zu führen. So kann beispielsweise die Fest-Flüssig-Mischung zunächst aus dem Gülletank in das Gehäuse geführt werden, in welchem sich das Schwingsieb mit der größeren Maschenweite befindet. Später kann die Ventilanordnung umgeschaltet werden, so dass die Fest-Flüssig-Mischung, die nun bereits einen erheblich geringeren Feststoffanteil aufweist, auf das Schwingsieb mit der geringeren Maschenweite aufgegeben wird, so dass nun noch weitere, bisher ungefilterte Feststoffe mittels dieses Schwingsiebs aus der Fest-Flüssig-Mischung separiert werden können. Die Separation von zunächst gröberen festen Bestandteilen mittels des ersten, grobmaschigeren Schwingsiebs verhindert, dass das feinmaschigere Schwingsieb durch die festen Bestandteile zu stark abgedeckt und zu wenig durchlässig wird, was die Durchsatzleistung negativ beeinflussen würde.
Zudem können die beiden unterschiedlich ausgestalteten Schwingsiebe mit ihren unterschiedlichen Maschenweiten genutzt werden, um in Anpassung an das jeweils vorliegende Ausgangsmaterial, beispielsweise unterschiedlich zusammengesetzte Güllesorten, jeweils das am besten geeignete Schwingsieb auszuwählen. Dies kann insbesondere bei den bereits erwähnten Lohnunter-nehmen bzw. mobil eingesetzten Vorrichtungen vorteilhaft sein, die zu unter-schiedlichen Standorten verbracht werden und dementsprechend mit möglicherweise sehr unterschiedlichen Ausgangsmaterialien beschickt werden.
Alternativ zu der erwähnten Umschaltung der Ventilanordnung können die bei-den Schwingsiebe unterschiedlicher Maschenweiten in Reihe geschaltet sein, so dass die flüssigen Bestandteile aus dem gröberen Schwingsieb auf das feinere Schwingsieb und erst dann aus der Vorrichtung heraus geführt werden.
Die Ventilanordnung kann jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass sie vier unterschiedliche Betriebsarten ermöglicht: wahlweise wird die Fest-Flüssig-Mischung nur auf eines der beiden Schwingsiebe geführt, und zwar wahlweise erstens auf das eine oder zweitens das andere Schwingsieb, oder drittens wird die Fest-Flüssig-Mischung in Art eines Parallelbetriebs auf beide Schwingsiebe geführt, oder viertens wird die Fest-Flüssig-Mischung in Art eines Serien- oder Reihenbetriebs auf erst das eine und dann das andere der beiden Schwingsiebe geführt. Die entsprechende Ausgestaltung der Ventilanordnung und sie zugehörige Führung von Rohrleitungen ist beispielsweise mittels Absperr- oder Umschaltventilen, insbesondere Mehrwegeventilen dem Fachmann bekannt und muss daher im Rahmen des vorliegenden Vorschlag nicht im Einzelnen erläutert werden.
Die festen Bestandteile, die einen auf dem Schwingsieb aufliegenden Filterkuchen bilden, bewirken eine gewisse Abdichtung des Schwingsiebs. Diese Abdichtung ist insofern vorteilhaft, als sie das Ansaugen von Luft verhindert bzw. verringert, die ansonsten durch das Schwingsieb dort angesaugt werden könnte, wo ein schräg nach oben verlaufendes Schwingsieb aus der Fest-Flüssig-Mischung heraus nach oben ragt. Diese Abdichtung durch den Filterkuchen verstärkt daher die Saugleistung in dem Bereich, wo das Schwingsieb in die Fest-Flüssig-Mischung eintaucht und wo die Flüssigkeit aus der Fest-Flüssig-Mischung durch das Schwingsieb nach unten abgesaugt werden soll.
Vorteilhaft kann daher an dem in Förderrichtung vorderen Ende des Schwingsiebs eine Überlaufkante vorgesehen sein, die sich über das Schwingsieb hinaus nach oben erstreckt. Sie bewirkt, dass eine gewisse Mindest-Schichtdicke des erwähnten Filterkuchens auf dem Schwingsieb erreicht und beibehalten werden muss, bevor die festen Bestandteile diese Überlaufkante überwinden und vom Schwingsieb in die Austragsöffnung gelangen können. Die Überlauf-kante kann beispielsweise eine Höhe aufweisen, die zwischen 0,5 und 3 cm beträgt, z. B. etwa 1 cm. Luft kann auf diese Weise von oben nach unten nur durch das Schwingsieb hindurch angesaugt werden, und zwar jedes Mal dann, wenn der Filterkuchen aufgrund der Schwingungen kurzfristig vom Schwingsieb abhebt.
Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung kann bei hoher Durchsatzleistung ein hoher Separationsgrad erreicht werden, indem die festen Bestandteile schließlich mit einem möglichst hohen Trockenanteil vorliegen, also einem möglichst geringen Anteil an darin enthaltener Flüssigkeit. Die Vorrichtung kann jedoch alternativ dazu be- wusst so betrieben werden, dass festen Bestandteile nicht einen möglichst hohen Trockenanteil aufweisen, sondern vielmehr noch flüssig und somit pumpfähig vorliegen, falls dies für deren weitere Verwendung vorteil-haft sein sollte. Der Separationsgrad kann also bewusst nicht maximal eingestellt werden, wobei dies typischerweise mit einer Erhöhung der Durchsatzleistung verbunden ist. Beispielsweise kann durch entsprechende Ausgestaltung des Schwingsiebs die Separationsleistung bewusst gering eingestellt werden, so dass ein Filterkuchen sondern vielmehr eine Flüssigkeit vom Schwingsieb in die Austragsöffnung gelangt, die jedoch im Vergleich zu der zugeführten Fest-Flüssig-Mischung einen höheren Anteil an festen Bestandteilen aufweist. Beispielsweise kann die Durchlässigkeit des Schwingsiebs durch einen geringeren Öffnungsanteil verringert werden, beispielsweise indem ein Lochblech statt eines Siebs verwendet wird.
Als feste Bestandteile wird das Material bezeichnet, welches das Schwingsieb in dessen Förderrichtung verlässt, in die Austragsöffnung gelangt, und einen höheren Feststoffanteil aufweist als die der Vorrichtung zugeführte Fest-Flüssig-Mischung, und insbesondere einen höheren Feststoffanteil aufweist als das quer durch das Schwingsieb abgesaugte Material, das als flüssige Bestandteile bezeichnet wird.
Auch die so genannten festen Bestandteile können daher flüssig, beispielsweise pumpfähig, sein. In diesem Fall kann typischerweise vorgesehen sein, die festen Bestandteile nicht im Kreislauf zu führen, beispielsweise in einen Gülletank zurück, sondern in einen zweiten Behälter, beispielsweise einen Tank, der stationär oder als Teil eines Tankwagens bereit steht. Die vorschlagsgemäße Vorrichtung dient in diesem Fall zur Aufkonzentration der Fest-Flüssig-Mischung, indem als so genannte feste Bestandteile ein fließfähiges Material bereitgestellt wird, welches einen höheren Feststoffgehalt aufweist als die ursprünglich vorliegende Fest-Flüssig-Mischung. Gülle beispielsweise hat einen wirtschaftlichen Wert, der sich nach den Nährstoffgehalt richtet, welcher wiederum insbesondere durch den Feststoff gehalt bestimmt wird. Durch die erwähnte Aufkonzentration mit Feststoffen kann der Wert der erhaltenen festen Bestandteile, die als pumpfähiger flüssiger Dünger ausgebracht werden können, im Vergleich zu der ursprünglich vorhandenen Fest-Flüssig-Mischung erheblich gesteigert werden.
Abgesehen von dem Beispiel der Gülleaufbereitung kann eine vorschlagsgemäße Vorrichtung auch zur anderweitigen Separation fester und flüssiger Bestandteile verwendet werden. Am Beispiel der Gülle-Separation haben erste praktische Versuche ergeben, dass die Menge an festen Bestandteilen von etwa 7 bis 8 % auf deutlich weniger als 1 % verringert werden konnte.
Zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Vorrichtung kann vorgesehen sein, einen höheren Materialdurchsatz zu ermöglichen. Hierzu kann ein - in den Zeichnungen nicht dargestelltes - Rohr im Inneren des Gehäuses, oberhalb der schrägstehenden Siebfläche und innerhalb der Fest-Flüssig-Mischung, liegend ausgerichtet verlaufen, wobei das Rohr aus dem Gehäuse her- ausgeführt ist. Das Rohr weist in dem Abschnitt, welcher sich innerhalb des Gehäuses befindet, Durchbrüche in seiner Wand auf, ähnlich wie ein Drainagerohr, so dass flüssiger Anteil der Fest-Flüssig-Mischung in das Rohr eintreten kann. Dem Rohr liegt der gleiche Unterdruck an, wie er im Gehäuse unterhalb der Siebfläche herrscht. Auch wenn mit der in das Rohr eintretenden Flüssigkeit Feststoffanteile in das Rohr gelangen, wird die Leistungsfähigkeit der gesamten Vorrichtung doch erheblich gesteigert. Die Vorrichtung wird nämlich üblicherweise an einen großen Vorratsbehälter einer Fest-Flüssig-Mi- schung angeschlossen, und das flüssige Filtrat, welches aus der Vorrichtung abgezogen wird, wird im Kreislauf in diesen großen Vorratsbehälter zurückgeführt, so dass aus dieser Kreislaufführung lediglich der Feststoff abgezogen wird, der aus der Vorrichtung austritt. Feststoffanteile, die in das erwähnte Rohr gelangt sind und in den großen Vorratsbehälter zurück gelangen, werden folglich früher oder später der Vorrichtung erneut zugeführt. Wenn dann bereits ein großer Anteil von Fest-stoffen aus der Fest-Flüssig-Mischung abgezogen worden ist und die in die Vorrichtung einströmende Fest-Flüssig-Mischung einen geringeren Feststoffanteil enthält, ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass die zunächst im Kreislauf geführten Feststoffanteile nun auf die Siebfläche gelangen, über den Flüssigkeitsspiegel hinaus nach oben gefördert werden, und auf diese Weise aus dem Kreislauf als Trockenmasse ausgeschleust werden. Die geschilderte Maßnahme zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit dient also dazu, eine höhere Durchsatzleistung der Vorrichtung zu bewirken, sie stellt also eine quantitative Verbesserung dar.
Die Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Vorrichtung kann auch in qualitativer Hinsicht erfolgen, indem nämlich die Abscheidung von besonders kleinen Feststoffpartikeln aus dem Fest-Flüssig-Gemisch ermöglicht wird, also die Reinheit des flüssigen Filtrats erhöht wird. Bei praktischen Versuchen hat sich ergeben, dass Siebflächen mit einer Maschenweite bzw. Porengröße von 7 μιη verwendet werden können, was eine ungewöhnlich hohe Filterfeinheit darstellt, die eine dementsprechend sehr gute Qualität der aus dem Fest-Flüssig-Gemisch abgezogenen Flüssigkeit - in vielen Anwendungsfällen: Wasser - ermöglicht. Diese qualitative Verbesserung der Vorrichtung kann dadurch ermöglicht werden, dass die Siebfläche mit einer besonders hohen Intensität schwingt. Beispielsweise kann eine besonders hohe Schwingungsfrequenz genutzt werden. Unter Berücksichtigung der Schwingungsfrequenz und der Schwingungsamplitude, welcher die Siebfläche ausgesetzt ist bzw. welche die Siebfläche ausführt, kann die Schwingungsintensität in g (Erdbeschleunigung) ausgedrückt werden. Vorschlagsgemäß kann die Schwingungsintensität Werte von 7 g o- der mehr aufweisen, insbesondere von 10 g oder mehr, insbesondere beispielsweise Werte, die zwischen 11 g und 13 g liegen, und mit denen in praktischen Versuchen gute Ergebnisse erzielt wurden.
Die qualitative Verbesserung der Vorrichtung kann auch dadurch bewirkt werden, dass die Fest-Flüssig-Mischung nicht nur durch die Bewegungen der Siebfläche selbst in Schwingungen versetzt wird, sondern dass sie mit Ultraschall beaufschlagt wird. Beispielsweise kann Ultraschall von unten gegen die Siebfläche gerichtet werden, so dass der Ultraschall sowohl auf die Fest-Flüssig-Mischung als auch auf die Siebfläche einwirkt.
Im Ergebnis wird durch die qualitative Verbesserung der Vorrichtung bewirkt, dass Anlagerungen von Feststoffen vor den Poren des Siebes vermieden werden, so dass trotz der erwähnten Filterfeinheit bis hinunter zu 7 μιη eine Verstopfung der Siebfläche vermieden werden kann. Eine weitere Zielrichtung bei den Weiterentwicklungen der bekannten Vorrichtung betrifft den Aspekt, dass die aus der Vorrichtung austretenden Stoffe hygienisiert werden, so dass sie problemlos gelagert und/oder transportiert werden können. Beispielsweise die Entsorgung von organischen Krankenhausabfällen, insbesondere wenn sie menschliche Ausscheidungen enthalten, kann unter hygienischen Aspekten höchst problematisch sein, insbesondere wenn in Katastrophen- oder Seuchengebieten diese Ausscheidungen Keime enthalten können, die eine gesundheitliche Gefährdung darstellen. Wenn beispielsweise in MERS-, AIDS- oder Ebolaverseuch- ten Gebieten derartige Abfälle aus Krankenhäusern bzw. Krankenstationen in die normale Kanalisation gelangen - sofern eine Kanalisation überhaupt vorhanden ist - und die in diesen Abfällen enthaltenen Keime später ins Freie gelangen können, so wird hierdurch entgegen den Bemühungen der jeweiligen Krankenhäuser bzw. Krankenstationen die unkontrollierte Verbreitung gefährlicher Keime unterstützt. Diese Problematik betrifft einerseits Regionen, in denen für die Entsorgung von organischen Abfällen typischerweise keine Kanalisation oder Kläreinrichtungen vorhanden sind, und sie betrifft Gebiete, in denen beispielsweise aufgrund von Naturkatastrophen Einrichtungen wie eine Kanalisation oder Kläreinrichtungen zerstört bzw. unbrauchbar geworden sind, und diese Problematik betrifft schließlich auch provisorisch errichtete Ansiedlungen, die nur übergangsweise für eine bestimmte Zeitdauer genutzt werden sollen wie beispielsweise Flüchtlingslager, oder Ansiedlungen mit Notunterkünften in Katastrophengebieten. Aber auch unabhängig davon, ob die organischen Abfälle in Seuchengebieten gefährliche Krankheitserreger enthalten, betrifft diese Problematik auch in den so genannten zivilisierten bzw. hoch entwickelten Gebieten Krankenhäuser, bei denen die Problematik multiresistenter Keime besteht. Auch derartige Keime sollten möglichst nicht unkontrolliert in die Umwelt gelangen.
Mittels einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung können die organischen Abfälle, die als Fest-Flüssig-Gemisch anfallen, separiert und hygienisiert werden. Während das hygienisierte flüssige Filtrat beispielsweise zur Bewässerung genutzt oder problemlos in die Kanalisation gegeben werden kann, können die Feststoffe in eine geschlossene Verbrennungsanlage gegeben werden. Dabei kann nicht nur durch die thermische Verwertung der Feststoffe die darin enthaltene Energie genutzt werden, sondern durch die Verbrennung können auch schädliche Keime, die ggf. in den Feststoffen enthalten sind, zuverlässig unschädlich gemacht werden.
Die Hygienisierung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Fest-Flüssig- Gemisch und/oder das flüssige Filtrat mit UV-Licht bestrahlt wird. Auch die Feststoffe können mit UV-Licht bestrahlt werden, jedoch besteht dort das Problem, dass dies lediglich eine ergänzende Maßnahme sein kann, weil voraussichtlich die Feststoffe nicht vollständig von der UV-Strahlung durchdrungen und dementsprechend hygienisiert werden können. Die Hygienisierung kann alternativ dazu oder auch ergänzend zu einer UV-Bestrahlung dadurch bewirkt werden, dass das Fest-Flüssig-Gemisch und/oder das flüssige Filtrat und/oder der abgeschiedene Feststoff mittels Mikrowellen auf eine Hygienisierungs-Temperatur erhitzt wird, die beispielsweise oberhalb von 70°C oder 80°C liegen kann. Die Vorrichtung kann vorteilhaft mit einer Nachbehandlungseinheit für den aus der Vorrichtung ausgeschiedenen Feststoff versehen sein. Diese Nachbehandlungseinheit kann beispielsweise als Verpackungseinrichtung ausgestaltet sein. Beispielsweise kann der Feststoff zu Ballen gepresst werden, die dann maschinell mit Folie umwickelt und auf diese Weise luftdicht eingepackt werden. Die Ballen können beispielsweise in an sich bekannter Weise als Rund-ballen ausgestaltet sein, oder vorteilhaft quaderförmig geformt sein, so dass sie Platz sparend gestapelt werden können. Oder der Feststoff kann in einen Folienschlauch eingefüllt werden, dessen eines Ende abgeschlossen ist, und der nach Befüllung einer gewünschten Schlauchlänge abgeklemmt und versiegelt, und gegebenenfalls von einem erheblich längeren, noch ungefüllten Schlauch abgeschnitten wird, so dass im Ergebnis - ähnlich wie bei der Wurstherstellung - Schlauchabschnitte geschaffen werden, die an beiden Enden geschlossen sind und den Feststoff enthalten. Sowohl die erwähnten Ballen als auch die erwähnten Schlauchabschnitte ermöglichen anschließend die gefahrlose Lagerung bzw. den gefahrlosen Transport des verpackten Feststoffs, so dass dieser beispielsweise zu der erwähnten Verbrennungsanlage transportiert werden kann. Wenn der Feststoff einen hohen aufweist - und ggf. auch wegen seiner enthaltenen Gefahrstoffe bzw. Keime - kann die thermische Verwertung in einer geschlossenen Verbrennungsanlage energetisch vorteilhaft sein und dabei gleichzeitig sicherstellen, dass organische Inhaltsstoffe des Feststoffs unschädlich gemacht werden. Derartige geschlossene Verbrennungsanlagen (im Unterschied zu einem offenen Feuer auf freiem Feld) sind typischerweise mit leistungsfähigen Filtern ausge- stattet, so dass auch über die thermische Wirkung hinausgehend die eventuell verbleibenden, anorganischen schädliche Partikel unschädlich gemacht werden können und nicht in die Umwelt gelangen können.
An das Gehäuse und an den daran anschließenden, sogenannten Trichter, in den der Feststoff gelangt, können vorteilhaft mehrere Rohrleitungen anschließen, um Hilfsstoffe zuführen zu können:
Beispielsweise kann dem Feststoff, welcher durch den Trichter strömt, mittels einer an den Trichter anschließenden Rohrleitung Hygienisierungsmaterial zugegeben werden. Oder es kann die Feuchtigkeit absorbierendes Material zugegeben werden, welches die mechanischen Eigenschaften des Feststoffs beeinflusst, um diesen beispielsweise in der nachgeschalteten Nachbehandlungseinheit besser pressen zu können bzw. um eine verbesserte Formstabilität des gepressten Feststoffs, beispielsweise der erwähnten Ballen, zu ermöglichen.
Eine Mehrzahl von Rohrleitungsanschlüssen ist an dem Ende der Vorrichtung vorgesehen, wo die Siebfläche am tiefsten angeordnet ist, also am sogenannten Einlassende, in dessen Bereich sich auch die Einlassöffnungen befinden. Zudem ist im Bereich dieses Einlassenden eine seitliche Rohrleitung vorgesehen, die oberhalb der Siebfläche in das Gehäuse mündet. Durch die Rohrleitungs-anschlüsse und die Rohrleitung können die erwähnten Hilfsstoffe bzw. Prozesshilfsstoffe in das Gehäuse geführt werden. Dadurch, dass die Rohrleitung höher angeordnet ist als die Rohrleitungsanschlüsse, kann das Verhalten bzw. die Wirkung des jeweils zugeführten Stoffs beeinflusst werden. Zudem können in Förderrichtung der Siebfläche noch weitere Rohrleitungen bzw. Rohrleitungsanschlüsse vorgesehen sein, so dass noch zu einem späteren Zeitpunkt während des Separationsverfahrens innerhalb des Gehäuses Stoffe dem Fest-Flüssig-Gemisch in seiner ursprünglichen Zusammensetzung oder mit zunehmendem Feststoffgehalt zugegeben werden können. Die Anordnung der Siebfläche wird anhand einer Doppelreihe von Bohrungen deutlich, die zur Befestigung der Siebfläche dient und den schrägen Verlauf der Siebfläche im Vergleich zur Horizontalen erkennen lässt.
Durch Auslassleitungen wird das flüssige Filtrat aus dem Gehäuse der Vorrichtung abgezogen.
Die Feststoffe können entweder luftdicht verpackt werden, wie weiter oben erläutert, oder sie können zumindest so stark gepresst werden, dass sie einen Verschlussstopfen bilden, der den von dem Gehäuse und dem Trichter umschlossenen Raum abdichtet:
Wenn aus Gründen der gesundheitlichen Unbedenklichkeit keine luftdichte Umhüllung der Feststoffe vorgesehen ist, kann sich an den Trichter als Nachbearbeitungseinrichtung eine Pressschnecke anschließen. Die erwähnte geschlossenwandige Rohrleitung kann hierzu als Übergangsstück ausgestaltet sein, dessen Querschnitt von einer rechteckigen auf eine kreisrunde Kontur übergeht, so dass daran die Pressschnecke mit einem kreisrunden, rohrförmigen Gehäuse anschließen kann. Am Ende der Pressschnecke kann das gesundheitlich unbedenkliche Material ins Freie gelangen und beispielsweise auf die Ladefläche eines Fahrzeugs bzw. in den Laderaum eines Fahrzeugs, oder an Ort und Stelle als Haufen deponiert werden.
Wenn jedoch eine luftdichte Umhüllung der Feststoff vorgesehen ist, kann mittels des erwähnten, durch die Pressschnecke gebildeten Stopfens sichergestellt werden, dass bei einer anschließenden Portionierung der Feststoffe, beispielsweise um die erwähnten Ballen zu erzeugen oder einen Folienschlauch zu befüllen, kein Lufteintritt von außen in den Bereich der Vorrichtung möglich ist, in welchem ein Unterdruck aufrechterhalten werden soll.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Vorrichtung zum Separieren von
Gülle;
Fig. 2 eine Ansicht in ein Gehäuse der Vorrichtung von Fig. 1 , samt darin befindlichem Schwingsieb;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht in eine geöffnete Schneckenpresse der
Vorrichtung von Fig. 1 ;
Fig. 4 eine Ansicht aus einer anderen Perspektive auf die Schneckenpresse von Fig. 3; eine geschnittene Querschnittsdarstellung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 im Bereich einer abgetreppten Siebfläche eines Schwingsiebes und einem Druckausgleich zwischen dem Raum unterhalb des Schwingsiebes und des Raumes oberhalb des Schwingsiebes; das Detail A vergrößert; in einer Einzeldarstellung ein mit einem von einem Motor antreibbares rotierendes Schneidwerk, das um einen Einlass und einen Auslass in den Flüssigkeitsstrom des Fest-Flüssig-Gemisches anschließbar ist als zweiter oder einziger hydrodynamischer Reaktor; in einer Seitenansicht (auch perspektivisch) ein Ausführungsbeispiel nes hydrodynamischen Reaktors mit Kühlrippen und einem magnetischen Drehfeld sowie mit ferromagnetischen Nadeln; eine Querschnittsausdarstellung des Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 und teilweise aufgebrochenes Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 mit Anordnung der Leiterschleifen mit einem 120° Wickelungsversatzmaß. ln den Zeichnungen ist mit 1 insgesamt eine Vorrichtung bezeichnet, die zum Separieren fester und flüssiger Bestandteile einer Fest-Flüssig-Mischung, insbesondere Gülle, dient. Die Vorrichtung 1 weist zwei zu einer gemeinsamen Baugruppe zusam- mengefasste Gehäuse 2 auf, in denen jeweils ein gegenüber der Horizontalen schräg gestelltes Schwingsieb 3 angeordnet ist. Bei dem in Fig. 1 linken bzw. hinteren Gehäuse 2 ist eine Stirnwand 4 montiert, die bei dem rechts bzw. zum Betrachter hin gerichteten Gehäuse 2 entfernt worden ist. Auf der Oberseite dieser Baugruppe, also der beiden Gehäuse 2, ist ein Schwingungsantrieb 5 montiert.
Die Vorrichtung 1 ist als mobile Vorrichtung in Form eines LKW- Anhängers ausgestaltet, mit einem Rahmen 6, Laufrädern 7 und einer Deichsel 8, die mittels einer Anhängekupplung an ein Zugfahrzeug angeschlossen werden kann. Über Schwingungsdämpfer in Form von Elastomerlagern 40 sind die Gehäuse 2 von dem Rahmen 6 schwingungsmäßig entkoppelt.
Diese mobile Vorrichtung 1 ist in Fig. 1 vor einem Gülletank 9 dargestellt. Ein Wellrohr 10 führt Gülle als Fest-Flüssig-Mischung aus dem Gülletank 9 zur Vorrichtung 1 , nämlich zu einer dort vorgesehenen Pumpe 11. Von der Pumpe 11 aus gelangt die Fest-Flüssig-Mischung über eine Rohrleitung 12 zu den beiden Gehäusen 2, wobei sich die Rohrleitung 12 verzweigt und zu zwei Zuläufen 14 führt, von denen jeder in eines der Gehäuse 2 mündet. Die flüssigen Bestandteile, welche durch die Schwingsiebe 3 hindurchtreten, gelangen durch Abläufe 15 aus den Gehäusen 2. Dabei sind an der Unterseite jedes Gehäuses 2 jeweils zwei Abläufe 15 vorgesehen. Die Abläufe 15 münden in ein Sammelrohr 16, welches als quer liegendes Vierkantrohr ausgestaltet ist. Aus dem Sammelrohr 16 werden die flüssigen Bestandteile durch eine Saugleitung 17 zu einer Absaugpumpe 18 geführt. Aus der Absaugpumpe 18 gelangen sie durch eine Rücklaufleitung 19, die als Schlauch ausgestaltet ist, zurück in den Gülletank 9.
Die Schwingsiebe 3, und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden Gehäuse 2, sind gegenüber der Horizontalen schräg angeordnet. Die Förderrichtung der Schwingsiebe 3 verläuft dabei gemäß Fig. 1 von links nach rechts, so dass das rechte Ende eines Schwingsiebs 3 höher angeordnet ist als das linke, untere Ende des Schwingsiebs 3. Der Pegel der Fest-Flüssig-Mischung innerhalb eines Gehäuses 2 wird beim Betrieb der Vorrichtung 1 so eingestellt, dass das Schwingsieb 3 mit seinem in Förderrichtung vorderen, rechten Ende aus der Fest-Flüssig-Mischung nach oben hinausragt.
Die festen Bestandteile gelangen auf dem Schwingsieb 3 an das rechte Ende des Gehäuses 2 und gelangen dort durch eine Austragsöffnung in einen Trichter 20, der sich nach unten hin verjüngt. Beim Parallelbetrieb der beiden Schwingsiebe 3, wenn nämlich die Fest-Flüssig-Mischung durch die Rohrleitung 12 gleichermaßen in beide Gehäuse 2 geführt wird, gelangen aus beiden Gehäusen 2 die festen Bestandteile in den Trichter 20 und von dort nach unten in einen Sammelraum 21. Aus dem Sammelraum 21 werden die festen Bestandteile mittels einer Förderschnecke 22 abgefördert. Aufgrund der zulässigen maximalen Länge, welche die Vorrichtung 1 als Fahrzeuganhänger aufweisen darf, ist die Förderschnecke 22 teilbar ausgestaltet und das in Fig. 1 rechts dargestellte Ende stellt einen Anschlussbereich dar. Ein Verlängerungsstück 23 der Förderschnecke 22 kann von dort aus die Förderschnecke 22 über das dargestellte rechte Ende hinaus auf eine größere Länge und in eine größere Höhe verlängern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine klappbare bzw. faltbare Ausgestaltung der Förderschnecke 22 vorgesehen, wobei das Verlängerungsstück 23 stets um eine aufrechte Achse scharnierbeweglich mit dem fest montierten Teil der Förderschnecke 22 verbunden bleibt und aus seiner dargestellten Faltstellung in eine Verlängerungsstellung geschwenkt werden kann, in welcher es diesen fest montierten Teil der Förderschnecke 22 geradlinig verlängert. Von der Förderschnecke 22 einschließlich des Verlängerungsstücks 23 ist in Fig. 1 lediglich das äußere Hüllrohr ersichtlich, die eigentliche Schnecke läuft in an sich bekannter Weise innerhalb dieses Hüllrohrs.
Fig. 2 zeigt einen Blick in das rechte bzw. vordere Gehäuse 2 der Vorrichtung 1 von Fig. 1 , bei dem die Stirnwand 4 demontiert ist. Die Rohrleitung 12 erstreckt sich im Bereich des Zulaufs 14 bis in das Gehäuse 2 hinein. Auf dem Gehäuse 2 ist ein Führungsstutzen 24 vorgesehen, durch den hindurch sich die Rohrleitung 12 erstreckt, so dass auf diese Weise die Rohrleitung 12 von dem Gehäuse 2 schwingungsmäßig entkoppelt ist und vergleichsweise starr verbleiben kann, während das Gehäuse 2 mitsamt dem Schwingsieb 3 durch den Schwingungsantrieb 5 in Schwingungen versetzt wird. Ein Luftzutritt in das Gehäuse 2 ist erstens gegebenenfalls durch einen Ringspalt möglich, der sich zwischen dem Führungsstutzen 24 und der dort dünneren Rohrleitung 12 ergibt, sofern dieser Ringspalt nicht abgedichtet sein sollte, was jedoch vorteilhaft in an sich bekannter Weise vorgesehen sein kann. Zweitens - und gegebenenfalls als einzige Stelle - ist ein Luftzutritt im Bereich der Austragsöffnung möglich, wo nämlich der Trichter 20 an das Gehäuse 2 anschließt. Im Übrigen ist das Gehäuse 2 geschlossen. Der erwähnte Luftzutritt erfolgt aufgrund der Saugwirkung der Absaugpumpe 18, die im Gehäuse 2 einen Unterdruck erzeugt.
Eine Überlaufkante 38 ist in Förderrichtung vorn am Schwingsieb 3 vorgesehen, vor der Austragsöffnung, so dass die festen Bestandteile sich auf dem Schwingsieb 3 stauen und eine entsprechende Höhe bzw. Schichtdicke erreichen müssen, bevor sie die Überlaufkante 38 überwinden und in die Austragsöffnung gelangen können.
Unterhalb des Zulaufs 14 ist ein Verteiler 25 vorgesehen, der als flaches Blech ausgestaltet ist, welches sich im Wesentlichen quer unterhalb des Zulaufs 14 erstreckt und welches mehrere Verteilerrippen 26 aufweist, welche die durch den Zulauf 14 in das Gehäuse 2 gelangende Fest-Flüssig-Mischung über die gesamte Breite des Schwingsiebs 3 verteilen.
Während bei dem Gehäuse 2 die zum Betrachter vordere Stirnwand 4 entfernt ist und den Blick auf das Schwingsieb 3 und den Verteiler 25 frei gibt, ist aus Fig. 2 eine Stirnwand 39 ersichtlich, die der entfernten Stirnwand 4 gegenüber liegt, und die im Vergleich zur Stirnwand 4 flacher liegend und oberhalb des Trichters 20 angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Sammelraum 21 ausgestaltet sein kann: Aus dem Trichter 20 gelangen die festen Bestandteile der Fest-Flüssig-Mischung aus dem Gehäuse 2 in den Sammelraum 21. Der Sammelraum 21 ist als nach unten offenes Gehäuse ausgestaltet, in welchem eine Schneckenpresse 27 läuft. Auch in diesem Fall ist die eigentliche Schnecke, nämlich die Pressschnecke, nicht ersichtlich, sondern vielmehr ist ein Filter 28 ersichtlich.
Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau der Schneckenpresse 27. Der Filter 28 wird durch eine Vielzahl von Flacheisen 35 gebildet, welche sich in Längsrichtung der Schneckenpresse 27 erstrecken und welche jeweils zu Paketen 29 zusammenge- fasst sind.
Jedes Paket 29 weist dabei mehrere hochkant ausgerichtete Flacheisen 35 auf, beispielsweise zwischen zwei und zehn Stück, wobei rein beispielhaft bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils vier Flacheisen 35 ein Paket 29 bilden. Die Pakete 29 sind so angeordnet, dass sie mit ihren radial inneren Längskanten aneinander angrenzen, während zwischen zwei benachbarten Paketen 29 am radial äußeren Umfang des Filters 28 jeweils ein Spalt in Längsrichtung der Schneckenpresse 27 verläuft, da die Flacheisen 35 innerhalb eines Pakets 29 parallel und einander vollflächig anliegend angeordnet sind. Abstandshalter 36 sind zwischen den einzelnen Paketen 29 vorgesehen.
Die Pakete 29 umgeben eine Pressschnecke 37 ähnlich wie ein in Längsrichtung geschlitztes Hüllrohr. In Fig. 4 grenzt der Filter 28 nahezu an den äußeren Umfang einer Pressschnecke, wobei jedoch ein kleiner Spalt zwischen dem Filter 28 und der Pressschnecke 37 vorgesehen ist, um einen verschleißarmen Betrieb der Schneckenpresse 27 zu ermöglichen. Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel kann ein deutlich größerer Spalt zwischen dem Filter 28 und der Pressschnecke 37 vorgesehen sein, wenn dies für die Behandlung des jeweils zu verarbeitenden Materials vorteilhaft sein sollte.
Das in Förderrichtung vordere, in Fig. 3 links dargestellte Ende der Schneckenpresse 27 ist durch einen Kegelstopfen 30 verschlossen, der mittels eines Bolzens 31 in einem Widerlager 32 geführt ist. An dem Widerlager 32 stützt sich eine Druckfeder 33 ab, die den Kegelstopfen 30 in seiner Verschlussstellung hält, in welcher er dem vorderen Stirnende eines Hüllrohrs 34 anliegt, welches im Anschluss an den Filter 28 die Pressschnecke 37 umgibt.
Wenn die Schneckenpresse 27 in Betrieb genommen wird, liegt der Kegelstopfen 30 zunächst dem Hüllrohr 34 an und verschließt es. Durch den Pressdruck, der sich im Inneren der Schneckenpresse 27 durch die Drehung der Pressschnecke 37 aufbaut, wird Feuchtigkeit aus den festen Bestandteilen ausgetrieben und durch den Filter 28 gepresst. Bei Erreichen eines ausreichend hohen Pressdrucks können die verpress- ten festen Bestandteile den Kegelstopfen 30 gegen die Wirkung der Druckfeder 33 vom Hüllrohr 34 abdrücken, so dass nun das separierte Material, nämlich die festen Bestandteile, aus dem Ringspalt zwischen dem Kegelstopfen 30 und dem Hüllrohr 34 austreten und nach unten fallen können. Dort werden sie von der Förderschnecke 22 erfasst.
Alternativ zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, den Sammelraum 21 einfach als Behälter auszugestalten, also als einen leeren Raum ohne eine darin montierte Schneckenpresse 27. Die Schneckenpresse 27 kann in diesem Fall als separate Einrichtung betrieben werden, beispielsweise lediglich bedarfsweise, wenn die zunächst mittels des Schwingsiebs 3 separierten festen Bestandteile einen noch höheren Feststoff- bzw. Trockenanteil aufweisen sollen. Beispielsweise kann in diesem Fall das Material durch die Förderschnecke 22 aus dem Sammelraum 21 zur Schneckenpresse 27 gefördert werden. Je nachdem, zu welcher Art von weiterer Verarbeitung die separierten festen Bestandteile vorgesehen sind, kann eine Nachbehandlung der vom Schwingsieb 3 kommenden festen Bestandteile mittels der Schneckenpresse 27 erfolgen oder unterbleiben.
In Fig. 5 ist näher in einer Querschnittsdarstellung das Schwingsieb 3 dargestellt in einer Ausbildung mit in Förderrichtung zwei Schwingsiebbereichen 3.1 und 3.2, die abgetreppt ausgebildet sind, so dass sich zwischen den Schwingsiebbereichen 3.1 und 3.2 eine Bruchkante 3.3 ergibt und sich die Oberfläche des Schwingsiebberei- ches 3.2 mit einem Höhenabstand zur Oberfläche des Schwingsiebbereiches 3.1 erstreckt und insgesamt tiefer gelegen ist. Dadurch kommt es dazu, dass während der Förderung des Fest-Flüssigkeits-Gemisches in Förderrichtung im Bereich der Abtreppung und damit im Bereich der Bruchkante es zu einem Wendevorgang im Sinne eines Überkopfwendens des aufgegebenen Flüssig-Fest-Materials kommt, so dass das zunächst oben gelegene Material nun unter der oberen Fläche direkt auf der Siebfläche des zweiten Siebflächenbereiches 3.2 zu liegen kommt, wodurch der Separationsgrad weiter begünstigt wird.
Darüber hinaus kommt es zwischen dem unteren Gehäuseraum 2.1 und dem oberen Gehäuseraum 2.2 zu einem Druckausgleich gemäß der Pfeilrichtung P in Fig. 6, da durch die Gummilippe GL in Fig. 6 selbsttätig ein Druckausgleich zwischen diesen beiden Räumen erfolgen kann. Aufgrund der Elastizität der Gummilippe kann dieser Druckausgleich erfolgen, indem diese abhebt und eine Luftzirkulation aufgrund der dort vorgesehenen Öffnung erlaubt. Dies verhindert, dass sich die Maschen der Siebflächen des Schwingsiebes zusetzt und somit immer gewährleistet ist, dass ein funktionsfähiger Betrieb während des Separationsvorganges vorliegt.
In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines hydrodynamischen Reaktors gezeigt in Gestalt eines Schneidwerkes 40, das von einem Motor 41 angetrieben ist und Schneidmesser 42 mit einer entsprechenden Gegenschneide 43 aufweist. Die Schneidmesser 42 werden über den Motor 41 in Rotation versetzt. Über das Anschlussrohr 44 wird eine zu reinigende Flüssigkeit zugeführt, wobei sich Feststoffpartikel in dem Rohrbereich 45 sammeln können. Nach entsprechender Umlenkung bearbeiten die Schneidmesser 42 die zu reinigende Flüssigkeit, die dann über den Auslass 46 wiederum aus diesem Reaktor 50 ausströmt zur ggf. weiteren Behandlung.
In Fig. 8 ist ein anderer hydrodynamischer Reaktor dargestellt in Gestalt eines mit einem elektromagnetischen Drehfeldes zu versehenen Reaktors 50 der Einlassöffnung 51 und einem Auslass 52 hat und über eine innere Kammer 53 verfügt (Fig. 9 und 10) in der magnetisierbare Nadeln 54 bzw. Klingen 54 angeordnet sind. Dieser innere Reaktionsraum 53 ist mit einer Wicklung von elektrischen Leitungen 55 versehen, die mit einer Stromquelle 56 verbunden ist. Darüber hinaus sind auf dem äußeren Mantel Kühlrippen 57 vorgesehen. Bypassleitungen 58 und 59 sind ebenfalls vorgesehen.
Wie näher Fig. 10 zu entnehmen ist, sind die Leiterschleifen der Wicklung der Leiter 55 derart vorgesehen, dass ein Winkel α von 120° zwischen Einlass und Auslass auf dem Außenumfang der Reaktionskammer 55 vorliegt. Damit kommen pro 160° jeweils drei Einlässe und drei Auslässe, womit es sich bewerkstelligen lässt, dass die magnetisierbaren Nadeln bzw. Schneiden 54 derart geordnet innerhalb der Reaktionskammer kreisen, dass sie in geordnete Ausrichtung als rotierender Ring in der Kammer 53 arbeiten, womit sich ganz hervorragende Ergebnisse in der Flüssigkeit erzielen lassen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Reinigung und/oder Entkeimung von flüssigen und/oder wässrigen Medien umfassend folgende Verfahrensschritte:
- Kavitationsbehandlung des Mediums, insbesondere mit Strahlkavitation, bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar;
- nachfolgende Behandlung des Mediums in einem hydrodynamischen Reaktor mit einem magnetischen Drehfeld und magnetischen und/oder magnetisierba- ren Elementen, insbesondere mit ferromagnetischen Nadeln und/oder mit einem rotierenden Schneidwerk mit rotierenden Schneidmessern bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar;
- anschließende Abscheidung, insbesondere Sedimentierung des behandelten Mediums mit einer Schlammabscheidung bei einem Unterdruck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit Strahlkavitation im hydrodynamischen Reaktor unter Bildung von starken Oxidati- onsmitteln OH, H2O2 und O3 durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung im hydrodynamischen Reaktor unter Dispergieren von Partikeln bis zu Submik- rondimensionen und Vergrößerung der Phasengrenzfläche Gas-Flüssigkeit-Feststoff durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgleichung des wässrigen Mediums vor der Kavitationsbehandlung erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlaufe der Behandlung im hydrodynamischen Reaktor mindestens eine Reagenz zugegeben wird, welches aus folgender Gruppe auszuwählen ist: Kalkmilch, Aluminiumsulfat und/oder Eisenchlorid.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gewonnene Medium zusätzlich in einem rotierenden Impulsgerät behandelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium zusätzlich in einem Tiefbettfilter gefiltert wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium zusätzlich ozonisiert wird.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium mit einer UV-Strahlung behandelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verfahren zur Behandlung von flüssigen und wässrigen Medien ein weiteres Verfahren vorgeschaltet ist, bei dem feste und flüssige Bestandteile einer Fest-Flüs- sig-Mischung separiert werden, wobei die Fest-Flüssig-Mischung über einen Zulauf (14) einem in ein im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse (2) angeordneten, ein Schwingsieb (3) aufweisende Schwingfördereinrichtung aufgegeben wird und innerhalb des Gehäuses in einem Raum oberhalb und unterhalb des Schwingsiebes ein gegenüber dem Umgebungsdruck des Gehäuses negativer Druck (Unterdruck) erzeugt wird, und wobei innerhalb des Gehäuses (2) in dem Raum (2.1) unterhalb des Schwingsiebes (3) ein gegenüber dem Umgebungsdruck negativer Druck (Unterdruck) angelegt wird als in dem Raum (2.2) oberhalb des Schwingsiebes.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) in dem Raum (2.1) unterhalb des Schwingsiebes (3) und in dem Raum (2.2) oberhalb des Schwingsiebes (3) ein negativer Druck von < 1 bar, bevorzugt 0,3 bis 0,7 bar angelegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) in dem Raum (2.1)unterhalb des Schwingsiebes (3) ein negativer Druck von (-0,3)bar bis (-0,8)bar und in dem Raum oberhalb des Schwingsiebes (3) ein negativer Druck von -0,2 bis -0,6 bar angelegt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Raum (2.1) unterhalb des Schwingsiebes (3) und dem Raum (2.2) oberhalb des Schwingsiebes (3) ein Druckausgleich durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung des Druckausgleiches selbsttätig erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleich an dem Endbereich des Schwingsiebes (3) in dem Gehäuse (2) erfolgt, der den Bereich des Schwingsiebes (3) gegenüberliegend angeordnet ist, auf dem die Fest-Flüssig-Mischung dem Schwingsieb (3) aufgegeben wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Pegel der Fest-Flüssig-Mischung so hoch eingestellt wird, dass das Schwingsieb (3) teilweise über diesen Pegel nach oben herausragt und dass der Druckausgleich in dem Bereich durchgeführt wird, in dem das Schwingsieb (3) über dieses Pegel herausragt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fest-Flüssig-Mischung über das Schwingsieb (3) derart gefördert wird, dass es im Verlaufe der Förderbewegung einen Wendevorgang durchmacht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fest-Flüssig- Mischung im Verlaufe ihrer Förderbewegung auf dem Schwingsieb (3) eine Über- kopfwendebewegung durchführt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung des Schwingsiebes (3) derart eingestellt ist, dass die Fest-Flüssig- Mischung während des Separiervorgangs in einer Art Schwebezustand oberhalb des schwingenden Schwingsiebes (3) gehalten wird.
20. Verfahren einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Bestandteile nach dem Separiervorgang einer Nachbehanidung in Form einer hydrothermalen Karbonisierung zugeführt werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fest-Flüssig-Mischung und/oder die separierten Festanteile und/oder die abzuführende separierte Flüssigkeit einer UV-Behandlung und/oder einer Ultraschallbehandlung unterzogen wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der im Gehäuse (2) unterhalb und/oder oberhalb des Schwingsiebes (3) vorherrschende negative Druck über Druckmessgeber erfasst und die erfassten Messwerte einer Messwertverarbeitungseinrichtung zugeführt werden und in Abhängigkeit des Messwertergebnisses zumindest ein Druckerzeuger gesteuert wird, um prozessspezifische Druckparameter nach den Prozessparametern einzustellen.
23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
24. Vorrichtung zur Entkeimung und Reinigung von wässrigen Medien und insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
- einen insbesondere als Strahlkavitator ausgebildeten Kavitator, der mit Elementen zur Einspritzung von Luft oder Sauerstoff-Luft-Gemisch ausgestattet ist;
- einen hydrodynamischen Reaktor mit magnetischem Drehfeld und mit magnetischen und/oder magnetisierbaren Elementen, insbesondere mit ferromag- netischen Nadeln;
- einer Einheit zur Abscheidung, insbesondere zur Sedimentierung, vorzugsweise kombiniert mit einer Schlammabscheidungsvorrichtung;
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass diese zusätzlich mit einem Ausgleichsmischer ausgestattet ist, der in Strömungsrichtung vor dem Strahlkavitator installiert ist.
26. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Einrichtung zur Dosierung von Reagenzien für den hydrodynamischen Reaktor vorgesehen ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zur Sedimentierung des Mediums mit Hydrozyklonen versehen ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein rotierendes Impulsgerät vorgesehen ist, welches in Strömungsrichtung nach der Einheit für die Sedimentierung installiert ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Tiefbettfilter vorgesehen sind, die in Strömungsrichtung nach der Einheit zur Sedimentierung installiert sind.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich einer Einheit zur Ozonisierung des Mediums vorgesehen ist, welche in Strömungsrichtung nach der Einheit zur Sedimentierung installiert ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich einer Einheit für eine UV-Bestrahlung des Mediums vorgesehen ist, welche in Strömungsrichtung nach der Einheit zur Sedimentierung installiert ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine automatische Steuereinheit zur Steuerung der Prozesse vorgesehen ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Reaktor mit einem derartigen magnetischen Drehfeld über elektrische Leiter ausgerüstet ist, die im 120°Muster (Einlauf/Auslauf) Leiterschleifen aufweisen.
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