DE2638541C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdicken und Entziehen der Flüssigkeit eines Schlammes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdicken und Entziehen der Flüssigkeit eines Schlammes gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruches 1.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art arbeitet mit zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten, nämlich zunächst einer Verdickungsbehandlung und anschließend einer Entwässerungsbehandlung unter Druck. Bei der Verdickungsbehandlung ist es notwendig, große Wassermengen abzuführen bzw. zu entfernen. Dies erfordert die Behandlung des Schlammes unter einem sehr kleinen Filtrationswiderstand. Bei der anschließenden Entwässerungsbehandlung unter Druck ist es dagegen erforderlich, den Flockenkuchen auf der Oberfläche des Filterbanrles zu sammeln, wozu ein großer Filtrationswiderstand notwendig ist.

Bei der bekannten Vorrichtung werden diese beiden Behandlungsschritte regelmäßig mit einem Filter durchgeführt, d. h. entweder mil einem Filterband oder mit einer Filtertrommel. Damit läßt sich jedoch nur ein relativ schlechter Entwässerungsgrad erzielen, so daß der Feuchtigkeitsgehalt des mit der bekannten Vorrichtung erhaltenen Flockenkuchens bei mehr als 85% bei einem anfänglichen Feststoffgehalt im Schlamm von 1

50

55

60 bis 3% liegt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit welcher der Flüssigkeitsgehalt des Flockenkuchens auf einen bedeutend geringeren Wert gebracht werden kann und mit welcher die Entziehung der Flüssigkeit aus dem Schlamm in optimal wirksamer und kontinuierlicher Art möglich ist

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1. Beim Gegenstand der Erfindung werden zum Verdicken die Siebwalzen verwendet, welche eine große Zahl von öffnungen am Umfang aufweisen und nur einen geringen Filtrationswiderstand haben, der in Arbeitsrichtung zunimmt, da die Maschenweite der zweiten Siebwalze kleiner als die Maschenweite der ersten Siebwalze ist. Zur Verdickungsbehandlung unter einem Preßdruck wird ein Flockenfilterförderband verwendet, welches ausgezeichnet ist in seiner Fähigkeit zum Sammeln der feinen Schlammbestandteile. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwirklicht somit erstmals die eingangs genannten Arbeitsbedingungen durch Zunahme des Filtrationswiderstandes von der Verdikkungsbehandlung zur Entwässerungsbehandlung unter Druck. Dabei werden die Verdickungsbehandlung und die Entwässerungsbehandlung unter Druck durch zwei unterschiedliche, voneinander getrennte Systeme durchgeführt, so daß der Entwässerungsgrad bemerkenswert erhöht werden kann. Versuche haben gezeigt, daß mit dem Gegenstand der Erfindung ein Feuchtigkeitsgehalt im erhaltenen Schlammkuchen von weniger als 75% erzielt werden kann, wenn ein anfänglicher Feststoffgehalt von 0,3 bis 3,0% vorhanden war.

Bei der Entwässerungsbehandlung unter Preßdruck ist es erforderlich, daß der verdickte Schlamm immer noch sehr fließend ist und graduell gepreßt wird, während der Fluß des Schlammes unterdrückt wird, und daß das Wasser, das durch die Preßwirkung freigesetzt wird, schnell absorbiert und entzogen wird. Dies wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Flocken des Filtertörderbandes erzielt, das bei der Verdickungsbehandlung unter Preßdruck eingesetzt wird. Dieses Flockenfilterförderband besteht aus einem Basistuch mit einer relativ weiten Maschenstruktur, an welche die Flockenfasern sicher angeklebt und schräg in einer Richtung ausgerichtet sind. Dabei ist es wesentlich, daß die Neigungsrichtung der Flockenfasern entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Förderbandes gerichtet ist. Dadurch sind die Maschen des Basistuches vollständig von den Flockenfasern des Förderbandes bedeckt, so daß sich keine Schlammpartikel im Basistuch festsetzen können. Das Filterförderband weist in dieser speziellen Ausgestaltung eine Vielzahl von Vorteilen hinsichtlich der Entwässerung des Schlammes auf, z. B. eine leichte Absorption oder Extraktion von Wasser aus dem Schlamm, eine schnelle Entziehung des absorbierten Wassers durch die kurzen Flockenfasern, ausgezeichnete Sammel-, Filter- und Preßeigenschaften aufgrund der Ablagerung von Feststoffen nur an den kurzen Fasern, ohne daß diese auf das Basistuch gelangen können, und leichtes Sammeln des Filterkuchens durch Abkratzen, weil dieser vom Filterförderband auf die Überfläche des Zylinders aufgebracht wird.

Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der geschickten Kombination zweier "parater Systeme zur Durchführung der Verdickung und der Entwässerung des Schlammes unter Preßdruck, wohingegen diese beiden Schritte bisher im Stand der

Technik regelmäßig in einem einzigen System durchgeführt wurden. Zur Verdickung dienen die Siebwalzen einer bestimmten, sich aus den Unteransprüchen ergebenden Konstruktion. Zum Entwässern durch Pressen dient das Flockenfilterförderband, das einen Gegendruckzylinder zum größten Teil umschließt Beide Systeme sind so angeordnet, daß eine einfache und kompakte Konstruktion möglich ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine kontinuierliche Verdickungs- und Entwässerungsbehandlung unter Druck für einen Schlamm ausführen, mit einem Endgehalt an Feststoffen im entwässerten Schlammkuchen von etwa 25%.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung in einer Prinzipdarstellung und

F i g. 2 eine teilweise geschnitten dargestellte Ansicht einer Siebwalze.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 umfaßt die Vorrichtung eine Einrichtung A zum Eindicken eines Schlammes nach dem Koagulieren fester Stoffe in den Schlamm, um einen koagulierten Flockenfaserschiamm zu schaffen, und zum Trennen der Flockenfasern vom Schlamm, und eine Einrichtung B zum Entziehen der Flüssigkeit, insbesondere Wasser, von den so getrennten Flocken oder zum Entziehen von Wasser von den Flocken.

Die Einrichtung A umfaßt ein Koagulationsgefäß 1, jo das mit einem Rührwerk versehen ist, eine er-..te Siebwalze 3 und eine zweite Siebwalze 3', die parallel zueinander und in einem Abstand voneinander angeordnet sind. In dem Koagulationsgefäß 1 wird unter ständigem Umrühren mittels des Rührwerkes dem J5 Schlamm ein Koagulierungsmittel zugeführt, um zu ermöglichen, daß die im Schlamm enthaltenen Feststoffe koagulieren, wobei koagulierte Flockenteüchen gebildet werden. Beispiele für die Koagulierungsmittel sind anorganische, organische und polymere Stoffe oder Mischungen dieser Stoffe. Die anorganischen Koagulierungsmittel sind Aluminiumsulfate, Eisenchloride, Kalziumhydroxide oder Polyaluminiumchloride und dgl. Die organischen Stoffe sind Polyacrylamide, Sodiumpolyacrylate, Polyäthylenamine oder Polyamine und dgl.

Obwohl sich der Anteil des Koagulierungsmittels in Abhängigkeit von der Art und der Konzentration des Schlammes ändert, liegt dieser im wesentlichen im Bereich von 2000 bis 20 000 ppm, um zu erreichen, daß die Flockenteüchen mit relativ großen Abmessungen gebildet werden und daß die Flüssigkeit, insbesondere Wasser, den Teilchen leichter entzogen werden kann.

Unter Hinweis auf Fig.2 bestehen die erste und zweite Siebwalze 3,3' jeweils aus einem Walzenkörper, der aus einer Anzahl von Stangen 20 gebildet wird, die in zylindrischer Form angeordnet sind, einer Spirale 21, deren Windungen in bestimmten Abständen um den aus den Stangen 20 gebildeten Zylinder herumgelegt sind, und einem gitter- oder netzartigen Materia! 23, das die Eisendrahtspirale 21 umgibt, um eine siebartige Ummantelung der Walzen 3,3' 711 bilden. Das siebartige Material 23 kann ein Drahtjiic: aus rostfreiem Stahl, Phosphorbronze, Kunstharzen, wie Nylon, Saran (d. h. Polyvinilchlorid) odtr dgl. bestehen. Das Drahtgitter kann mit kurzen od^r geflockten Fasern versehen sein, die sicher an einer Oberfläche anhaften. Die Auswahl des drahtgitterartigi-'n Materiales 23 sollte vorzugsweise von der Art und Besonderheit des Schlammes abhängig sein. Die Maschenweite der zweiten Siebwalze 3' ist vorzugsweise engmaschiger als diejenige der ersten Siebwalze 3, d. h, wenn das drahtgitterartige Material 23 der ersten Siebwalze 3 ein Maß von 4 bis 16 Maschen pro Zentimeter (10 bis 40 Maschen pro inch) hat, dann ist d^;e Maschenweite der zweiten Siebwalze 3' vorzugsweise im MaB von 8 bis 10 Maschen pro Zentimeter (20 bis 50 Maschen pro inch).

Innerhalb jeder Siebwalze 3, 3' ist eine Wässerungsleitung 25 vorgesehen, die parallel zur Drehachse 24 angeordnet und von dieser getragen ist Ein Ende der Wässerungsleitung 25 ist mit einer äußeren Förderöffnung 26 verbunden, von welcher Waschwasser zugeführt wird. Die Wässerungsleitung 25, die innerhalb jeder der beiden Siebwalzen 3,3' angeordnet ist. ist mit Sprfihdüsen 27 versehen, die jeweils lotrecht nach unten gerichtet und senkrecht zur Achse angeordnet sind. Von den Sprühdüsen 27 wird Waschwasser in Form von Sprühwasserkegeln 28 eingesprüht, um das drahtgitterartige Material 23 von der Innenseite der Walzen 3, 3' her zu waschen. Folglich werden die Siebwalzen 3 und 3' jeweils mit Wasser ausgewaschen und Schmutz wird von den Walzen 3,3' entfernt, so daß der Wasserentzug durch die Siebwalzen 3,3' über eine lange Arbeitsperiode ohne Gefahr von Schwierigkeiten wie Verstopfungen und dgl. durchgeführt werden kann.

Eine Schlamm-Entfernungsvorrichtung 4 ist zwischen der ersten und zweiten Siebwalze 3, 3' vorgesehen, mit welcher der Schlamm S, der schon graduell auf eier ersten Siebwalze 3 verdickt worden ist, von der ersten Siebwalze 3 entfernt oder abgestrichen wird und auf die zweite Siebwalze 3' übertragen wird. Eine Platte 5 verhindert, daß der abgestreifte Flockenfaserschiamm von der Abstreifeinrichtung 4 abfällt. Auf der zweiten Siebwalze 3' ist eine Preß- oder Druckwalze 6 angeordnet, die den verdickten Flockenschlamm schwach gegen die Siebwalze 3' zur Wasserentziehjng drückt. Weiterhin ist die zweite Siebwalze 3' mit einer weiteren Abstreifeinrichtung 4' stromab von der Druckwalze 6 versehen, um den Flockenschlamm, der weiterhin verdickt worden ist, zu entfernen, um so den Flockenschlamm zu einem nachfolgenden Abschnitt der Einrichtung B zum weiteren Entziehen von Wasser zu überführen.

Die Einrichtung ßzum Entziehen von Wasser umfaßt ein endloses, als Flockenfilter ausgebildetes Förderband 7, welches um Führungsrollen 8, 10, 11, 12 und 13 umläuft und in Richtung des Pfeiles bewegt wird. Das endlose, einen Flockenfilter bildende Förderband 7 besteht aus einem Basistuch mit relativ weiter Maschenstruktur, an welches Flockenfasern sicher angeklebt sind, die schräg in einer Richtung angeordnet sind. Ein derartiges Filter ist aus der deutschen Patentschrift 21 40 287 bekannt. Die Flockenfasern sind synthetische Fasern wie Polyamide, Polyester, PoIyachrylate oder Polypropylene. Die Länge der Fasern liegt zwischen 2 und 15 mm, die Dicke liegt zwischen 10 und 100 Denier.

Das als Flockenfilter ausgebildete Förderband hat eine Zahl guter Eigenschaften, insbesondere eine ausgezeichnete Fähigkeit zur Entziehung von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, einen hohen Widerstand gegen Verstopfung, eine leichte Reinigungsfähigkeit und dgl. Es ist wesentlich, daß das als Flockenfilter ausgebildete endlose Förderband 7 derart eingesetzt wird, daß die Neigungsrichtung der Flockenfasern entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Förderbandes 7 gerichtet ist.

Der obere Teil des endlos umlaufenden als Flockenfilter ausgebildeten Förderbandes 7 ist abgestützt, um so in engem Kontakt mit einem Zylinder 14 zu stehen, so daß das endlose Förderband 7 um einen großen Teil des Umfanges des Zylinders 7 herumgelegt ist. Um das endlose Förderband 7 gegen den Zylinder 14 zu irücken, sind Druckrollen 9, 9' innerhalb des endlosen Förderbandes 7 vorgesehen. Der in der Verdickungseinrichtung A verdickte Flockenschlamm wird auf das endlose, als Flockenfilter ausgebildete Förderband 7 an einer Einlaßstelle auf einen Druckteil gefördert, der durch d°n Kontaktbereich des oberen Teiles des endlosen Förderbandes 7 und den Zylinder 14 gebildet ist. Der verdickte Flockenschlamm, der in den Preßteil eingeführt wird, wird entwässert, während er gegen den Zylinder 14 gedrückt wird.

Am Auslaß des Preßteiles ist eine Flockenkuchen-Entfernungseinrichtung "4." in Berührung mit dem Zylinder 14 vorgesehen, mittels welcher der Flockenkuchen von der Oberfläche des Zylinders 14 entfernt werden kann. Der so entfernte Flockenkuchen K wird mittels des endlosen Förderbandes 7 weitergefördert und vom Förderband 7 in einer geeigneten Stellung mittels einer Flockenkuchen-Entfernungseinrichtung 4'" entfernt.

Bei einem Arbeitsvorgang werden der Schlamm und das Koagulierungsmittel zuerst in das mit dem Rührwerk versehene Koagulationsgefäß 1 der Verdikkungseinrichtung A eingebracht, um Feststoffe im Schlamm in Flockenteilchen zu koagulieren. Der koagulierte Flockenbrei S wird graduell aufwärts gefördert und in einer konstanten Menge auf die erste Siebwalze durch eine Zulaufrinne 2 geführt. Nach Erreichen der ersten Siebwalze 3 hat der Flockenfaserbrei einen Feststoff gehalt von 1 bis 2%. In der ersten Siebwalze 3 wird ein Teil des Wassers vom Flockenfaserbrei S entzogen und der Flockenfaserbrei 5 wird graduell verdickt. Die Walze 3 wird kontinuierlich mittels Wasser ausgewaschen, um Schmutz von der Walze zu entfernen. Der verdickte Flockenfaserbrei S wird von der Walze 3 mittels der Abstreifeinrichtung 4 entfernt und wird über die Platte 5 zur zweiten Siebwalze 3' geführt. Nach Erreichen der zweiten Siebwalze 3' ist der Feststoffgehalt im Flockenschlamm bei etwa 3 bis 4%.

Auf der zweiten Siebwalze 3' wird der Flockenschlamm leicht mittels der Preßrolle 6 gepreßt, woraus ein weiteres Entziehen von Wasser und eine damit verbundene weitere Verdickung resultiert. Die Walze 3 wird auch mittels Wasser ähnlich der Walze 3 ausgewaschen. Der somit verdicke Flockenschlamm S wird dann mittels der Abstreifeinrichtung 4' von der Walze 3' entfernt und fällt auf das endlose, als Flockenfilter ausgebildete Förderband 7 der Flüssigkeitsentziehungseinrichtung B, wobei der Flockenschlamm einen Feststoffgehalt von 6 bis 8% hat.
Wenn der derart koagulierte getrennte und verdickte

ίο Flockenschlamm 5 auf das endlose, als Flockenfilter ausgebildete Förderband 7 der Wasserentziehungseinrichtung ßan der Einlaßstelle des Preßteiles pngekommen ist, wird ein großer Teil des in dem Flockenschlamm enthaltenen Wassers durch die kurzen Fäden

!5 des Flockenfilter-Förderbandes 7 durch Kapillarwirkung entzogen und läuft durch die Maschenstruktur des Basistuches ab. Der sich ergebene Flockenschlamm, der auf dem als Flockenfilter ausgebildeten Förderband 7 aufliegt, tritt dann in den Preßteil ein, in welchem dei Schlamm gegen den Zylinder 14 mittels der Preßrolle 9 gedrückt wird. Als Ergebnis wird ein großer Teil des verbleibenden Wassers ausgequetscht durch das ah Flockenfilter ausgebildete endlose Förderband 7 gefolgt durch die Anwendung eines höheren Druckes mittels der Preßrolle 9' für eine weitere Entwässerung.

Folglich wird der Flockenschlamm S zu einerr entwässerten Schlammkuchen K gemacht, der erst vorr Zylinder 14 und dann von dem endlosen als Flockenfil ter ausgebildeten Förderband 7 an der Auslaßseite K

JO mittels der Abstreifeinrichtung 4" bzw. 4'" entferni wird. Der entwässerte Flockenfaserkuchen K hat einer Feststoffgehalt von 22 bis 25%.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung hat eine große Anzahl von Vorteilen. Der im KoagulationsgefäO l gebildete Flockenschlamm wird zweistufig vor Siebwalzen 3, 3' verdickt, der so verdickte Flockenschlamm wird zwischen einem als Flockenfiltei ausgebildeten endlosen Förderband 7 und einerr Zylinder 14 gepreßt, um so einen entwässerter Flockenschlammkuchen zu schaffen, so daß die Vcrdickungs- und Entziehungsbehandlungen in einei kontinuierlichen und wirksamen Art möglich sind. Eir weiterer Vorteil ist der, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach im Aufbau und in der Handhabung ist. Ein weiterer Vorteil beruht darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine besondere Anwendung bei der Behandlung von Schlamm mit geringen-Feststoffgehalt dienen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdicken und Entziehen der Flüssigkeit eines Schlammes, aus einer {Coagulations- und Ausflockungscinrichtung für den Schlamm, aus mindestens einem mit drahtgitterartigem Filtermaterial versehenen Rotor und aus einem endlosen Filterförderband, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rotoren (3, 3') parallel zueinander und auf Abstand voneinander angeordnet sind, daß die Maschenweite des drahtgitterartigen Filtermateriales des ersten Rotors (3) größer als die des zweiten Rotors (3') ist, daß den beiden Rotoren (3, 3') das einen Zylinder (14) zum größten Teil umfassende Flockenfilterförderband (7) nachgeschaltet ist, daß die Fasern des Flockenfilterförderbandes (7) in einer Richtung entgegen der Bewegungsrichtung des Förderbandes (7) geneigt sind und daß an beiden Rotoren (3,3') und am Zylinder (14) Abstreifeinrichtungen (4,4', 4") für den Schlamm bzw. für den Schlammkuchen angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rotor (3,3') aus einer Anzahl von in zylindrischer Form angeordneten Stangen (20), einer von diesen getragenen Spirale (21) und dem drahtgitterartigen Filtermaterial (23) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung des drahtgitlerartigen Filtermateriales (23) durch Waschen eine Rohrleitung (25) innerhalb jedes Rotors (3, 3') und konzentrisch zur Achse des jeweiligen Rotors (3,3') angeordnet ist und daß ferner eine Einrichtung zur Belieferung der Rohrleitung \25) mit Waschwasser und eine Vielzahl von Sprühdüsen vorgesehen sind, die senkrecht zur Achse der jeweiligen Rotoren (3, 3') angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zweKen Rotor (3') eine Druckrolle (6) angeordnet ist.