Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Flüssigkeit aus einer Suspension, wie z. B. zur Entwässerung von Schlamm, Faserbrei u. dgl. und insbesondere von Suspensionen. die aus Flocken von suspendierten Teilchen bestehen.
Es ist bekannt, eine Suspension dadurch zu entwässern, dass sie kontinuierlich zwischen zwei Bändern zugeführt wird, die während der Trennung in der gleichen Richtung entlang eines Strömungsweges angetrieben werden, und wobei mindestens ein Band für die Flüssigkeit durchlässig ist, wenn diese auf ihrem Förderweg einem Quetschdruck ausgesetzt wird. Bei diesen bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen werden die Bänder mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben, wenn beide Bänder durch eine Antriebswalze angetrieben werden, wobei eine begrenzte Geschwindigkeitsdifferenz relativ zu dem Durchmesser der Antriebswalze und der Dicke der Suspension gegeben ist. Diese Geschwindigkeitsdifferenz kann 1,5 ## erreichen. der sich daraus ergebende Schereffekt ist jedoch sehr klein und unbedeutend.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, durch die das Abtrennen von Flüssigkeit im Vergleich zu bekannten Verfahren und Vorrichtungen wirkungsvoller ausgeführt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass die Suspension entlang verschiedenen Stellen des Förderweges einem nach und nach höheren Auspressdruck sowie Scherkräften ausgesetzt wird, die in Richtung des Förderweges wirken, indem die Bänder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden.
Es hat sich gezeigt. dass durch eine derartige erfindungsgemässe Verfahrensweise eine wesentlich stärkere Abtrennungswirkung für Flüssigkeit erreicht wird als wenn die beiden Massnahmen, d. h. Pressung und Scherkräfte, getrennt voneinander angewandt werden. Für einige Suspensionen wurde sogar durch die Anwendung dieser miteinander kombinierten Massnahmen eine Verdoppelung der Wirkung festgestellt.
Durch den Antrieb der Bänder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten wird die Suspension kontinuierlich umgewälzt und gefördert, so dass ständig neue Teile der Suspension in Kontakt mit dem für die Flüssigkeit durchlässigen Band gelangen. Der Brei, der durch den Auspressdruck gegen das durchlässige Band bzw. die durchlässige Bahn gepresst wird, wird somit zu einem wesentlichen Teil von dem Band wieder gelöst. Diese Wirkung trägt zu einem wesentlichen Teil zu der verbesserten Abtrennung der Flüssigkeit bei.
Da die Suspension ausserdem an verschiedenen Stellen des Förderweges dem Auspressdruck ausgesetzt wird und ausserdem mit einem von Stelle zu Stelle zunehmenden Druck, ergibt sich auch eine verstärkte Auspressung der Suspension, da diese während ihrer Förderung zunehmend eingedickt wird.
Es hat sich gezeigt. dass bei einer Differenz von 3 ',-czwi- schen den Bandgeschwindigkeiten eine wesentlich gesteigerte Scherwirkung und damit Entwässerung der Suspension erzielt werden kann. Eine optimale Abtrennung von Flüssigkeit ergibt sich bei einer Geschwindigkeitsdifferenz von 5-20%.
Die Auswahl der Geschwindigkeitsdifferenz für eine optimale Abtrennung von Flüssigkeit kann vorteilhaft in Abhängigkeit von der zu behandelnden Suspension erfolgen, d. h. in Abhängigkeit von ihrer Kompressibilität, ihres Flüssigkeitsanteiles, ihrer Dicke zwischen den Bändern usw. Bei einer Geschwindigkeitsdifferenz der Bänder von mehr als 20 '-e gleiten diese über die Suspension, ohne deren Umwälzung zu bewirken, so dass sich eine verringerte Abtrennung von Flüssigkeit ergibt.
Für die optimale Anpassung an die jeweilige Suspension kann die relative Geschwindigkeit zwischen den Bändern bnv.
die Geschwindigkeitsdifferenz steuerbar sein.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen mit zwei endlosen, durch Walzen geführte Bänder, die mit ihren breiteren Seiten einander zugekehrt sind und zwischen sich die Suspension einzuschliessen bestimmt sind, wobei mindestens ein Band für die Flüssigkeit durchlässig ist, die erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass die Führungswalzen in Antriebsrichtung der Bänder zunehmend abnehmende Durchmesser aufweisen und die Bänder mit zueinander unterschiedlichen Geschwindigkeiten antreibbar sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsformen einer Drahtgewebe Presse in schematischer Darstellung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 4 einen vergrösserten Ausschnitt aus der Fig. 3 zwischen zwei Quetschwalzen und
Fig. 5 den gleichen Ausschnitt wie Fig. 4, in anderer Ausführungsform des Verfahrens.
Bei der Drahtgewebe-Presse nach den Fig. 1 und 2 läuft ein unteres endloses Gewebeband 1 über eine Antriebswalze 2, eine Führungswalze 3 und eine Spannwalze 4. Ein oberes endloses Band 5 läuft über eine Antriebswalze 6 und eine Spannwalze 7. Beide Bänder 1, 5 laufen gemeinsam über eine Anzahl von Walzen 8,.9, 10 und 11 in Richtung des Pfeiles A.
Die Pfeile B und C kennzeichnen den Eintritt für die nasse Suspension und den Austritt der entwässerten Suspension.
Fig. 1 zeigt eine Drahtgewebe-Presse, bei der der Quetschdruck in Richtung von dem oberen Band 5 zu dem unteren Band 1 wirkt. Bei dieser Presse besteht das obere Band 5 vorteilhaft aus einem für Flüssigkeit undurchlässigen Material, während das untere Band 1 aus Drahtgewebe besteht.
Fig. 2 zeigt eine Drahtgewebe-Presse, bei der die auf die Suspension wirkenden Quetschdrücke abwechselnd auf das untere oder obere Band gerichtet sind. Diese Presse kann recht unterschiedlich hinsichtlich der Art des Gewebes, der Walzen, des Sektorwinkels für den Kontakt des Bandes mit den Walzen usw. ausgeführt sein. Für die Abscheidung von Flüssigkeit muss notwendigerweise ein Band aus einem Material bestehen, das den Durchtritt der flüssigen Phase ermöglicht, wie z. B. ein feinmaschiges Netz, Filz oder sogenanntes Drahtgewebe. Das zweite Band muss nicht notwendigerweise für die flüssige Phase durchlässig sein und besteht aus Gummi.
Metall, Kunststoff od. dgl.
Die Walzen können aus einem homogenen Material bestehen oder hohl ausgebildet sein. Für eine leichte und wirksame Entfernung der ausgequetschten flüssigen Phase sind die Walzen vorzugsweise perforiert und sie können ausserdem so konstruiert sein, dass die Flüssigkeit durch ihre Achsen abführbar ist.
Anstatt der Verwendung von einzelnen Walzen 8 bis 11 von unterschiedlichem Durchmesser, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, können auch Walzen mit gleichem Durchmesser, z. B. zwei Walzen, in Gruppen angeordnet werden, deren Durchmesser der Walzen sich von einer Gruppe zur anderen verringert. Solche Gruppen können vereinzelt auch durch einzelne Walzen ersetzt sein.
Das Beispiel nach Fig. 3 bezieht sich auf eine Ausführungs- form, beispielsweise eine Drahtgewebe-Presse nach Fig. 1, bei der nur ein Band, hier das Oberband 5, an den Quetschwalzen anliegt, von denen die Walzen 9 und 10 als Beispiel dargestellt sind.
Wie bereits erwähnt, besteht ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, dass die Bänder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden. Dies ist in Fig. 3 an den Bändern 1 und 5 durch die Pfeile vy und vi angedeutet. Im dargestellten Beispiel werden die Bänder 1 und 5 durch die Antriebswalzen 2 und 6 angetrieben. Durch Verstellung des Antriebs der Walzen 2 und 6 kann die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden Bändern und damit die Quetschbzw. Entwässerungswirkung den Eigenschaften der Suspension angepasst werden.
In Fig. 3 sind ausserdem sogenannte Quetschbereiche für die Suspension angedeutet d. h. Bereiche, in denen das Band 5 an der Quetschwalze 9 oder der Quetschwalze 10 anliegt und eine Entspannungszone befindet sich entsprechend zwischen den Walzen 9 und 10. Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Teil dieser Entspannungsbereiche in einem grösseren Massstab.
Die Drahtgewebe-Presse nach Fig. 1 oder 2 oder eine andere der zuvor erwähnten Drahtgewebe-Pressen können auf verschiedene Weise betrieben werden. In einem Fall, bei dem das Band an einer Quetschwalze anliegt, die sich mit höherer Geschwindigkeit dreht als der Geschwindigkeit des anderen Bandes entspricht, wird eine Erhöhung der Scherwirkung bzw. Umwälzung der Suspension in dem Quetschbereich an der Quetschrolle erreicht. Im zweiten Fall, bei dem das äussere, nicht an der Walze anliegende Band eine höhere Geschwindigkeit hat als das innere Band, wird eine verringerte Umwälzung der Suspension in dem Quetschbereich erreicht.
Im letzteren Fall kann die Differenz zwischen den Geschwindigkeiten so eingestellt werden, dass die Bänder die Quetschrolle mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit passieren und entsprechend die Suspension in dieser Quetschzone keinen anderen Kräften ausgesetzt ist ausser dem Quetschdruck.
In beiden der vorerwähnten Fälle wird die Geschwindigkeitsdifferenz dazu verwendet, um die Suspension zwischen den Bändern bei geringem Druck in den Entspannungsbereich zwischen den Quetschwalzen umzuwälzen, so dass neue Teile der Suspension in Kontakt mit dem Band oder den Bändern gebracht werden und die flüssige Phase in der Suspension passieren kann. Diese Umwälzung bewirkt somit eine verbesserte Abtrennung von Flüssigkeit aus der Suspension.
In den Fig. 4 und 5 ist diese Umwälzung schematisch mit Hilfe von Pfeilen angedeutet, wobei Fig. 4 das Ausquetschen bei einer Geschwindigkeit von vl > vy und Fig. 5 v, > q zeigt.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders für die Entwässerung von Schlamm, der bei der Sedimentation in Abwasserreinigungsanlagen entsteht.
Beispiel
Es wurden drei verschiedene Arten von Schlamm A, B und C zwischen zwei Bändern entwässert, wobei der Schlamm einem konstanten Quetschdruck ausgesetzt wurde. Zuerst wurden die Bänder mit der gleichen Geschwindigkeit und anschliessend mit einer Geschwindigkeitsdifferenz von 12cit zueinander angetrieben.
Die gleichen Arten von Schlamm wurden dann entwässert, indem sie nach und nach einem steigenden Quetschdruck zwischen den Bändern ausgesetzt wurden, wobei zuerst die Bänder mit der gleichen Geschwindigkeit und anschliessend mit einer Geschwindigkeitsdifferenz von 12% angetrieben wurden.
Es ergaben sich in % die folgenden Verbesserungen bei der Entwässerung: Schlamm Prozentuale Verbesserung der Entwässerung nur unter nur bei anstei- unter Scher
Scherwirkung gendem wirkung und bei einer Ge- Quetschdruck ansteigendem schwindigkeits- Quetschdruck differenz von 12% A 0,5 14,4 27,0 B B 4,8 16,8 26,0 C 1,2 28,0 37,0
Aus der obigen Tabelle ergibt sich somit, dass bei der kombinierten Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen eine wesentlich bessere Abtrennung von Flüssigkeit erreicht wird als bei aufeinanderfolgender Anwendung der Einzelmassnahmen.
The invention relates to a method for separating liquid from a suspension, such as. B. for dewatering sludge, pulp and. Like. And especially suspensions. which consist of flakes of suspended particles.
It is known to dewater a suspension in that it is continuously fed between two belts, which are driven in the same direction along a flow path during separation, and at least one belt is permeable to the liquid when it is on its conveying path Crushing pressure is exposed. In these known methods and devices, the belts are driven at the same speed when both belts are driven by a drive roller, there being a limited speed difference relative to the diameter of the drive roller and the thickness of the suspension. This speed difference can reach 1.5 ##. however, the resulting shear effect is very small and insignificant.
The present invention is based on the object of finding a method and a device by means of which the separation of liquid can be carried out more effectively compared to known methods and devices. To solve this problem, a method is proposed which is characterized according to the invention in that the suspension is exposed to gradually higher ejection pressure and shear forces along different points of the conveying path, which act in the direction of the conveying path by driving the belts at different speeds.
It has shown. that by such a procedure according to the invention a significantly stronger separation effect for liquid is achieved than if the two measures, d. H. Pressure and shear forces can be applied separately. For some suspensions, the application of these combined measures has even been found to double the effect.
By driving the belts at different speeds, the suspension is continuously circulated and conveyed, so that new parts of the suspension constantly come into contact with the belt that is permeable to the liquid. The pulp, which is pressed against the permeable belt or the permeable web by the squeezing pressure, is thus released again to a substantial extent from the belt. This effect contributes significantly to the improved separation of the liquid.
Since the suspension is also exposed to the squeezing pressure at various points along the conveying path and also with a pressure increasing from point to point, the suspension is also squeezed out more intensely, since it is increasingly thickened as it is conveyed.
It has shown. that with a difference of 3 'between the belt speeds, a significantly increased shear effect and thus dewatering of the suspension can be achieved. An optimal separation of liquid results with a speed difference of 5-20%.
The selection of the speed difference for an optimal separation of liquid can advantageously be made depending on the suspension to be treated, i. H. depending on their compressibility, their liquid content, their thickness between the belts, etc. If the speed difference between the belts is more than 20 '-e, they slide over the suspension without causing it to circulate, so that there is less separation of liquid.
For the optimal adaptation to the respective suspension, the relative speed between the belts bnv.
the speed difference be controllable.
To carry out the method, a device is proposed with two endless belts guided by rollers, the wider sides of which are facing one another and are intended to enclose the suspension between them, at least one belt being permeable to the liquid, which is characterized according to the invention that the guide rollers have increasingly decreasing diameters in the drive direction of the belts and the belts can be driven at mutually different speeds.
The invention is described in more detail below with reference to the drawings. Show it:
1 and 2 two embodiments of a wire mesh press in a schematic representation,
3 shows a schematic representation of part of the device according to FIG. 1,
4 shows an enlarged detail from FIG. 3 between two nip rollers and
FIG. 5 shows the same section as FIG. 4, in a different embodiment of the method.
In the wire mesh press according to FIGS. 1 and 2, a lower endless fabric belt 1 runs over a drive roller 2, a guide roller 3 and a tension roller 4. An upper endless belt 5 runs over a drive roller 6 and a tension roller 7. Both belts 1, 5 run together over a number of rollers 8, 9, 10 and 11 in the direction of arrow A.
The arrows B and C indicate the inlet for the wet suspension and the outlet for the dewatered suspension.
1 shows a wire mesh press in which the squeezing pressure acts in the direction from the upper belt 5 to the lower belt 1. In this press, the upper belt 5 is advantageously made of a material impermeable to liquid, while the lower belt 1 is made of wire mesh.
2 shows a wire mesh press in which the squeezing pressures acting on the suspension are alternately directed towards the lower or upper belt. This press can be designed quite differently in terms of the type of fabric, the rollers, the sector angle for the contact of the belt with the rollers, etc. For the separation of liquid, a band must necessarily consist of a material that allows the passage of the liquid phase, such as. B. a fine-meshed net, felt or so-called wire mesh. The second band does not necessarily have to be permeable to the liquid phase and consists of rubber.
Metal, plastic or the like.
The rollers can consist of a homogeneous material or be hollow. For easy and effective removal of the squeezed out liquid phase, the rollers are preferably perforated and they can also be constructed so that the liquid can be drained off through their axes.
Instead of using individual rollers 8 to 11 of different diameters, as shown in FIGS. 1 and 2, rollers with the same diameter, e.g. B. two rollers are arranged in groups, the diameter of the rollers decreases from one group to the other. Such groups can occasionally be replaced by individual rollers.
The example according to FIG. 3 relates to an embodiment, for example a wire mesh press according to FIG. 1, in which only one belt, here the upper belt 5, rests on the nip rollers, of which rollers 9 and 10 are shown as an example are.
As already mentioned, an essential feature of the invention is that the belts are driven at different speeds. This is indicated in Fig. 3 on the bands 1 and 5 by the arrows vy and vi. In the example shown, the belts 1 and 5 are driven by the drive rollers 2 and 6. By adjusting the drive of the rollers 2 and 6, the speed difference between the two belts and thus the squeeze or. Dewatering effect can be adapted to the properties of the suspension.
In Fig. 3 so-called squeeze areas for the suspension are also indicated d. H. Areas in which the belt 5 rests against the squeegee roller 9 or the squeegee roller 10 and a relaxation zone is located between the rollers 9 and 10. FIGS. 4 and 5 show a part of these relaxation areas on a larger scale.
The wire mesh press according to Fig. 1 or 2 or another of the aforementioned wire mesh presses can be operated in various ways. In a case in which the belt rests against a squeeze roller which rotates at a higher speed than the speed of the other belt, an increase in the shear action or circulation of the suspension in the squeeze area on the squeeze roller is achieved. In the second case, in which the outer belt, which is not in contact with the roller, has a higher speed than the inner belt, a reduced circulation of the suspension in the squeezing area is achieved.
In the latter case, the difference between the speeds can be adjusted so that the belts pass the squeeze roller at the same angular speed and accordingly the suspension in this squeeze zone is not exposed to any other forces than the squeezing pressure.
In both of the aforementioned cases, the speed difference is used to circulate the suspension between the belts at low pressure in the relaxation area between the nip rolls, so that new parts of the suspension are brought into contact with the belt or belts and the liquid phase is in the Suspension can happen. This circulation thus brings about an improved separation of liquid from the suspension.
In FIGS. 4 and 5, this circulation is indicated schematically with the aid of arrows, FIG. 4 showing the squeezing out at a speed of vl> vy and FIG. 5 v,> q.
The method according to the invention is particularly suitable for the dewatering of sludge that arises during sedimentation in wastewater treatment plants.
example
Three different types of sludge A, B and C were dewatered between two belts, the sludge being subjected to a constant squeezing pressure. First the belts were driven at the same speed and then with a speed difference of 12cit to each other.
The same types of sludge were then dewatered by gradually subjecting them to increasing nip pressure between the belts, first driving the belts at the same speed and then driving them at a speed difference of 12%.
The following improvements in drainage were found in%: Sludge Percentage improvement in drainage only with only with increasing shear
Shear effect decreasing effect and with a pinch pressure increasing speed pinch pressure difference of 12% A 0.5 14.4 27.0 B B 4.8 16.8 26.0 C 1.2 28.0 37.0
The above table thus shows that with the combined application of the measures according to the invention, a significantly better separation of liquid is achieved than with the successive application of the individual measures.