DE1277203B

DE1277203B - Bandfilter zum Entwaessern insbesondere der bei der Abwasseraufbereitung anfallenden, eingedickten Suspensionen

Info

Publication number: DE1277203B
Application number: DEK56065A
Authority: DE
Inventors: Eduard Pastoors; Rudolf Saller
Original assignee: KLEIN KG A; Albert Klein KG
Current assignee: KLEIN KG A; Albert Klein KG
Priority date: 1965-05-08
Filing date: 1965-05-08
Publication date: 1968-09-12
Also published as: DE1299282B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

BOId

C 02 c

12d-17
85 c-6/09

P 12 77 203.1-27 (K 56065)

8. Mai 1965

12. September 1968

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bandfilter zum Entwässern, insbesondere der bei der Abwasseraufbereitung anfallenden, eingedickten Suspensionen, wie Klärschlämmen, mit einem über mindestens vier Umlenkräder geführten und im Bereich der Filtrationszone in horizontaler Ebene liegenden endlosen Siebband aus monofilem Metall- bzw. Kunststoffdraht, dessen Obertrum mit einer Aufgabevorrichtung für den Schlamm ausgestattet und dieser ein umlaufendes Druckband nachgeordnet ist, das von oben unter Druck gegen den Schlamm gepreßt wird, wobei die Druckkräfte entlang des Kontaktweges ansteigen, und wobei ferner mindestens eine Rolle des Sieb- oder Druckbandes angetrieben ist.

Zur Entwässerung von in größeren Mengen anfallenden Suspensionen, wie Klärschlamm, ist eine Anzahl von Einrichtungen, wie Druck- und Vakuumfilter, Kapillarbandfilter, Zentrifugen, Eindicker und Siebmaschinen, bekannt. Im praktischen Betriebe zeigen diese Einrichtungen Schwächen, die insbeson- ao dere im schweren Betrieb der Entwässerung von Klärschlamm sich als schwerwiegende Nachteile ausweisen und die Wirtschaftlichkeit der Schlammentwässerung in Frage stellen. So besteht eine hohe Empfindlichkeit gegen Verstopfen der Filtermedien, as so daß derartige Einrichtungen dem wartungslosen Tag- und Nachtbetrieb nicht gewachsen sind. Die Einrichtungen unterliegen einem starken Verschleiß, und die oft relativ geringe Leistung bedingt hohe Anschaffungs- bzw. Betriebskosten. Auch die Trennwirkung ist in vielen Fällen zu beanstanden. Einige dieser Mängel sind bei einer ein kontinuierlich umlaufendes Kapillarbandfilter aufweisenden, eine weitere Entwässerung mittels Druckwalzen bewirkenden Einrichtung vermieden, jedoch auch hier erfüllt die Leistung die gestellten Erwartungen nicht, und das empfindliche Kapillarfilterband unterliegt einem hohen Verschleiß.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine einfache, robuste, leicht zu bedienende, im durchlaufenden Betrieb auch zeitweilig ohne Wartung bzw. Aufsicht arbeitende und insbesondere leistungsfähige Einrichtung zu schaffen, die einerseits bei den sehr unterschiedlichen Teilchengrößen von Klärschlämmen anwendbar ist und andererseits eine für die praktisch vorkommenden Fälle ausreichende Entwässerung nach dem Durchlauf auch bei kurzen Durchlaufzeiten ergibt.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe gelöst, indem das Siebband gegenüber der Größe der kleinsten auszuscheidenden Teilchen des Schlammes erheblich größere Maschenweite aufweist und Bandfilter zum Entwässern insbesondere der bei
der Abwasseraufbereitung anfallenden,
eingedickten Suspensionen

Anmelder:

Albert Klein K. G., 5241 Niederfischbach

Als Erfinder benannt:
Eduard Pastoors, 4300 Essen;
Rudolf Salier, 5000 Köln

die Aufgabevorrichtung über die gesamte Breite des Siebbandes reicht, so daß der Schlamm mit geringer Geschwindigkeit auf das Siebband verteilbar und daß der Abstand zwischen der Aufgabevorrichtung und dem Druckband für eine Bildung einer stabilen Filterkuchenschicht bei gleichzeitiger teilweiser Vorentwässerung bemessen ist.

Die relativ weiten Maschen bieten dem austretenden Wasser einen geringen Widerstand. Es wurde gefunden, daß es sich bei solchen Maschenweiten vermeiden läßt, daß die abzutrennende Flüssigkeit mit relativ hoher Geschwindigkeit durch das Siebgewebe strömt und die in ihr dispergierten Feststoffteilchen mitreißt. Durch das sorgsame Absetzen des Schlammes wird ein anderer Vorgang ausgelöst, nach dem einerseits Wasser durch die Maschen des Siebbandes zu treten vermag, so daß die auf das Siebband gebrachten Schlämme durch Wasserentzug eingedickt werden, andererseits aber suspendierte Teilchen sich über den Maschen des Siebbandes derart absetzen, daß sie diese Maschen brückenartig überfangen und damit eine über dem eigentlichen Siebband liegende Filterschicht aufbauen, die mit zunehmender Entwässerung und wachsender Stärke mechanisch fester wird. Nach Durchlaufen eines ersten, zur Bildung einer solchen Filterschicht ausreichenden Bahnabschnittes des Siebbandes gelangt das zu entwässernde Produkt unter das Preßband und wird einer auf der Siebfläche senkrecht stehenden Belastung unterzogen, die mit geringem Wert beginnt und langsam stetig steigt, so daß die folgende, unter Druck bewirkte Entwässerung zunächst nur eine leichte Beanspruchung der über dem Siebband aufgebauten Schicht des Produktes ergibt. Der Druck gegen die Schicht wird erst mit zunehmender Entwässerung und damit bei höherer Festigkeit dieser Schicht gesteigert.

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Bewährt hat es sich, die das Druckband abstützenden Druckrollen federnd zu halten, tun lokale Überlastungen auszuschließen. Mit Vorteil werden mindestens in einem zweiten Bereich des Kontaktweges des Druckbandes dieses stützende Druckrollen und das Siebband tragende Stützrollen gegeneinander in Umlaufrichtung der Bänder versetzt angeordnet, so daß der Filterkuchen zusätzlich einer Art Walkung unterworfen wird. Als wesentlich hat es sich herausgestellt, als Aufgabevorrichtung ein über ein Aufgabemischrohr gespeistes und dieses von unten abdeckendes Aufgabeblech vorzusehen, so daß es möglich wird, Schlämme unter Vermeidung äußerer Kräfte vorsichtig auf das Filterband aufzusetzen.

Es hat sich gezeigt, daß die Leistung der Einrichtung zum kontinuierlichen Entziehen von Feuchtigkeit aus Suspensionen von der jeweils aufgegebenen Schichthöhe der Suspension abhängt. Die jeweils optimale Schichthöhe hängt ab vom spezifischen Gewicht der Suspension, der Oberflächenspannung der Flüssigkeit, dem Material und der Maschenweite des Siebes und der Körnungskennlinie, dem mittleren statistischen Teilchendurchmesser sowie der Form der Feststoffteilchen. Durch Einlaufregulierung mittels verstellbarer Schikanen läßt sich nicht nur die jeweils vorzugebende Schichthöhe bestimmen, sondern gegebenenfalls auch eine zusätzliche Vorentwässerung sowie eine bestimmte Formung des Produkts erreichen. Es hat sich gezeigt, daß die nach einer genügenden Absetzzeit aus dem Sumpf eines vorgeschalteten Absetzbeckens abgezogenen Suspensionen sich zur Verarbeitung auf der vorbeschriebenen Einrichtung zum kontinuierlichen Entziehen der Feuchtigkeit eignet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In der Figur sind Rahmenständer 1 gezeigt, die durch Traversen 2 miteinander verbunden sind. Die Traversen nehmen Lager 3 und 4 für Umlenkwalzen 5 und 6 eines Siebbandes 7 auf, wobei die Lager 3 mittels zugeordneter Spannvorrichtungen 8 nachstellbar sind, während die Lager 4 an den Traversen fest angeordnet sind. Der Obertrum des Siebbandes 7 ist mittels Stützrollen 9 abgestützt, während der Untertrum, um Führungsrollen 10 gelegt, durch eine Spülwanne 11 geführt wird.

Beschickt wird das Siebband 7 über ein Aufgaberohr 12, das die zu entwässernde Suspension über ein am unteren Ende des Rohres vorgesehenes Aufgabeblech mit geringer Geschwindigkeit dem Band übergibt. Ein seitliches Abfließen der Suspension "wird durch eine Bandschürze 13 vermieden. Ein unter dem Band vorgesehener Schaber 14 dient zur Ableitung von durch Oberflächenspannung unter den Maschen des Siebbandes gehaltenem Wasser.

Mit den Rahmenständern 1 über Pufferfedern 15 verbunden ist ein gemeinsamer Rahmen 16, der die Lager 17 und 18 für die Umlenkwalzen 19 und 20 eines Druckbandes 21 aufnimmt. Während das Lager 17 durch die Spannvorrichtung 22 nachstellbar ist, ist das Gegenlager mit dem Rahmen fest verbunden. Nach unten abgestützt wird das Druckband 21 durch Druckrollen 25, die durch Streben 24 mit dem Rahmen 16 verbunden sind. Bei einem bevorzugten Ansführungsbeispiel sind die Streben 24 verstellbar mit dem Rahmen verbunden, so daß der mittels des Druckbandes erzielte Druckverlauf sich den jeweiligen Erfordernissen anpassen läßt. Abweichend hiervon sind die Stützrollen 9 des Siebbandes in auf der Traverse 2 fest vorgesehenen Lagerböcken 23 angeordnet.

Der Umlenkwalze 20 ist ein Abstreifer 27 zur Entnähme des entwässerten Materials zugeordnet, das über eine Rutsche 28 abgeführt wird. Im Ausführungsbeispiel ist die Rutsche zweiteilig ausgeführt, um auch vom Siebband abgeführtes Material mit aufnehmen zu können. Das Lösen des Materials vom

ίο Siebband wird durch eine vorgeordnete Abhebwalze 26 erleichtert.

Die Reinigung des Siebbandes sowie seiner Umlenkrollen wird mittels der an den Umlenkrollen anliegenden Schaber 29 und 30 sowie mittels rotierender Reinigungsbürsten 31 bewirkt, die kraftgetrieben ausgebildet sind, aber auch durch das Filterband selbst angetrieben sein können. Zusätzlich wird das Siebband durch bürstenartig ausgebildete Schaber 32 geführt, die im Ausführungsbeispiel zu-

ao sätzlich mit Druckwasserdüsen zur intensiven Reinigung bestückt sind. Überschüssige Flüssigkeit verläßt die Spülwanne 11 über den Überlauf 33, während suspendierte Teilchen an einem der Abläufe 34 abgezogen werden können.

Zum Betriebe werden je eine Umlenkrolle des Siebbandes sowie des Druckbandes angetrieben, während die Suspension über das Aufgaberohr 12 zugeführt wird. Durch entsprechende Ausbildung des unteren Endes sowie die Zuführgeschwindigkeit wird hierbei bewirkt, daß die Suspension ohne wesentliche Druckoder Beschleunigungskräfte im wesentlichen normal, d. h. senkrecht zum Band, auf das horizontal oder leicht geneigte Siebband aufgegeben wird. Gemäß der Erfindung weist das Siebband eine Maschenweite auf, die erheblich, beispielsweise um mehrere Zehnerpotenzen, größer ist als der Teilchendurchmesser der Suspension. Die bei der Aufgabe erzielte Schichthöhe der Suspension auf dem Siebband wird derart eingestellt, daß sich etwa ein Gleichgewicht zwischen der Schwerkraft, die Flüssigkeit und Feststoffe durch die Siebmaschen zu pressen versucht, und den von der Oberflächenspannung abhängigen Kapillarkräften, welche die Flüssigkeit hindern, durch das Sieb auszutreten, ausbildet. Im Bereich dieses stabilen Zu-Standes fügen sich die Teilchen der Suspension über den Siebmaschen brückenartig zu einem Aufbau zusammen, der von einem entsprechenden Entwicklungsstand ab auch starken Druckkräften widersteht und eine Filterkuchenschicht bildet, die auch ihrerseits Teilchen aus der Suspension zurückhält, deren Durchmesser unverhältnismäßig viel kleiner ist als die Maschenweite des Siebes. Durch entsprechend lange Ausbildung des dem Aufbau dieser Schicht sowie der Vorentwässerung dienenden ersten Abschnittes des Siebbandes wird erreicht, daß eingangs der folgenden, durch das Druckband bewirkten Druckzone eine bereits vorentwässerte Suspension in bestimmter Gefügeanordnung bereitsteht. Bewährt hat es sich, hierfür 20 bis 50 "Vo der effektiven Lauflänge über das Siebband, vorzugsweise etwa 45%, heranzuziehen, wobei das Förderband eine Maschenweite von 0,5 bis 2 mm, vorzugsweise 0,8 bis 1 mm, aufweisen kann.

Eine Entnahme von Wasser unterhalb der Maschen des Siebbandes kann während des Vorrückens durch Überlaufen der Stützrollen 9 erfolgen; jeweils an der Mantellinie vermag auch durch die Oberflächenspannung unterhalb bzw. innerhalb der Maschen

gebundene Feuchtigkeit auf die Oberfläche der Walzen überzutreten. Zur weiteren Entnahme von Wasser ist auf der Unterseite des Siebbandes 7 der Schaber 14 vorgesehen.

Mit vorschreitender Förderung wird das zu entwässernde Produkt in die durch den Normaldruck des Druckbandes 21 bewirkte Druckzone eingebracht. Durch eine entsprechend lang ausgebildete keilförmige Einzugszone wird erreicht, daß der vom Druckband ausgeübte Normaldruck vom Werte Null an während der weiteren Förderung des Produkts langsam und stetig bis zum Maximaldruck ansteigt. Mit zunehmendem Druck schreitet hierbei sowohl die Entwässerung als auch die Verfestigung des Gefügeaufbaues des Produkts fort, so daß eine stetige Ent-Wässerung bewirkt wird, ohne daß Material durch die relativ weiten Maschen des Siebbandes hindurchtreten muß. Der Maximaldruck wird während eines zweiten Abschnittes innerhalb der Belastungszone annähernde konstant aufrechterhalten; durch entsprechende Versetzung der Stütz- und Druckrollen 9 und 25 in Längsrichtung der Bänder gegeneinander wird hierbei erreicht, daß durch die Rollen das Stütz- und Siebband mit dem dazwischenliegenden Produkt jeweils ausgelenkt wird und an den Umlenkstellen während des an sich gleichmäßigen Transportes der Bänder infolge der jeweiligen Unterschiede zwischen Innen- und Außenradius Geschwindigkeitsdifferenzen auftreten, die sich in die Schicht des Produkts fortpflanzen und Scherkräfte bewirken, die innerhalb der Schicht aufgebaute, wasserhaltige Räume und Zellen zerstören und so eine Intensivierung und Beschleunigung der Entwässerung bewirken. Es hat sich auch, abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel, bewährt, insbesondere nahe dem Ende der Bänder Druck- und Stützrollen einander nahezu oder vollkommen gegenüberzustellen, um so am Ausgang des Transportweges noch eine Druckspitze zu erreichen.

Am Ende des Transportweges ist das Siebband von einer Abhebewalze 26 unterfangen, die vorzugsweise mit Borsten ausgestattet ist und die Schicht des Produkts vom Siebband anhebt, so daß sie mit dem Druckband 21 verbunden bleibt. Die Abnahme vom Druckband wird durch einen Abstreifer 27 bewirkt, von dem das Material auf die Rutsche 28 fällt. Unterstützt wird das Haften des Produkts am Druckband dadurch, daß dieses aus einem gummielastischen Stoff gefertigt ist. Eine weitere Steigerung der Haftung läßt sich dadurch bewirken, daß die mit dem Produkt in Berührung kommende Seite des Druckbandes mit einem Material versehen ist, das einseitig einen Weichmacher ausdampft.

Die Pufferfedern werden derart eingestellt, daß die jeweils zur Drucksteigerung bzw. -verteilung erforderliehe Lage des gemeinsamen Rahmens 16 erzielt wird. Sind der zu entwässernden Suspension gröbere Verunreinigungen beigemischt und gelangen diese in den Zwischenraum zwischen Siebband und Preßband, so werden die Bänder wegen der Nachgiebigkeit der Federn vor mechanischer Beschädigung geschützt und der Fremdkörper kann, ohne größeren Schaden anzurichten, passieren.

Claims

Patentansprüche:

1. Bandfilter zum Entwässern, insbesondere der bei der Abwasseraufbereitung anfallenden, eingedickten Suspensionen, wie Klärschlamm, mit einem über mindestens vier Umlenkräder geführten und im Bereich der Filtrationszone in horizontaler Ebene liegenden endlosen Siebband aus monofilem Metall- bzw. Kunststoffdraht, dessen Obertrum mit einer Aufgabevorrichtung für den Schlamm ausgestattet und dieser ein umlaufendes Druckband nachgeordnet ist, das von oben unter Druck gegen den Schlamm gepreßt wird, wobei die Druckkräfte entlang des Kontaktweges ansteigen und wobei ferner mindestens eine Rolle des Sieb- oder Druckbandes angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebband (7) eine gegenüber der Größe der kleinsten auszuscheidenden Teilchen des Schlammes erheblich größere Maschenweite aufweist und die Aufgabevorrichtung (12,13) über die gesamte Breite des Siebbandes reicht, so daß der Schlamm mit geringer Geschwindigkeit auf das Siebband verteilbar und daß der Abstand zwischen der Aufgabevorrichtung (12, 13) und dem Druckband (21) für die Bildung einer stabilen Filterkuchenschicht bei gleichzeitiger teilweiser Vorentwässerung bemessen ist.

2. Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Druckband (21) abstützenden Druckrollen (25) durch Pufferfedern (15) gehalten sind.

3. Bandfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einem zweiten Bereich des Kontaktweges des Druckbandes (21) dieses stützende Druckrollen (25) und das Siebband (7) tragende Stützrollen (9), gegeneinander in Umlaufrichtung der Bänder versetzt, angeordnet sind.

4. Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabevorrichtung ein Aufgaberohr (12) aufweist, dessen unteres Ende von einer Aufgabeschürze (13) unterfangen ist.

5. Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von unten gegen das Siebband (7) ein Schaber (14) zur Abnahme von durch Oberflächenspannung gebundener Flüssigkeit angestellt ist.

6. Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von unten gegen das Siebband (7) Stützrollen (9) zur Abnahme von durch Oberflächenspannung gebundener Flüssigkeit anliegen.

7. Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Druckband (21) abstützenden Druckrollen (25) in einem gemeinsamen Rahmen (16) verstellbar gehalten sind.

8. Bandfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (16) federnd und/ oder anstellbar gehalten ist.

9. Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Umlaufgeschwindigkeiten des Siebbandes (7) und Druckbandes (21) differieren.

10. Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Untertrums des Siebbandes (7) eine Spülwanne (11), dieser zugeordnete Reinigungsbürsten (31) und/oder ein Schaber mit Druckwasserdüsen (32) vorgesehen sind oder ist.

11. Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem gummielastisch ausgebildeten Druckband (21) ein Abstreifer (27) mit einer Rutsche (28) zugeordnet ist.

12. Bandfilter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Filterkuchen in Berührung kommende Seite des Druckbandes (21) mit einem Kunststoff versehen ist, der einseitig einen Weichmacher ausdampft.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 689 090,700 623; USA.-Patentschriften Nr. 2 111 720,2173 256.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen